錳是環(huán)境水質(zhì)污染物的重要重金屬監(jiān)測(cè)指標(biāo)之一，由于我國錳礦床多為中小型礦床，制約了錳礦山建設(shè)的規(guī)模，現(xiàn)有錳礦山生產(chǎn)能力普遍較小。全國年消耗錳礦1000萬t以上，居世界首位，但我國錳礦資源相對(duì)缺乏，富礦較少，在大量錳礦的開發(fā)和深加工過程中由于設(shè)備和處理技術(shù)等各方面的制約，使我國的含錳廢料和含錳廢水污染較為嚴(yán)重，本文對(duì)含錳廢水污染問題的控制進(jìn)行闡述，并對(duì)治理研究進(jìn)行分析，以期為相關(guān)研究提供借鑒。
1.含錳廢水的來源與危害
1.1 含錳廢水的來源 鋼鐵企業(yè)的外排廢水中錳濃度相對(duì)較高，必須進(jìn)行深度處理。錳代鎳生產(chǎn)不銹鋼工藝突破后，電解金屬錳的需求量猛增。95%以上的電解錳生產(chǎn)企業(yè)是用碳酸錳礦為原料，采用酸浸、復(fù)鹽電解制錳工藝，在電解錳生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，其主要廢水污染源是鈍化廢水、洗板廢水、車間地面沖洗廢水、濾布清洗廢水、板框清洗廢水、清槽廢水、渣庫滲濾液、廠區(qū)地表徑流和電解槽冷卻水等。每生產(chǎn)1t電解錳，大約排放工業(yè)廢水350t。錳礦石礦井水污染可分為礦物污染、有機(jī)物污染和細(xì)菌污染。在有些礦山中還存在放射性物質(zhì)污染和熱污染。礦物污染有砂、泥顆粒、礦物雜質(zhì)、粉塵、溶解質(zhì)、酸和堿等；有機(jī)物污染有油脂、生物代謝產(chǎn)物、木材及其他物質(zhì)的氧化分解產(chǎn)物。細(xì)菌污染主要是受開采、運(yùn)輸過程中散落的巖粉、礦粉及伴生礦物的污染。錳礦石礦井水的一大特點(diǎn)是錳離子含量高。礦井水中的錳是由巖石和礦物中錳的氧化物、硫化物、碳酸鹽及硅酸鹽等溶解于水所致。氧化過程中錳遷移于水中生成Mn2﹢,因此礦井水中錳主要以Mn2﹢形式存在。礦山開采過程中，從井下排出大量廢水廢石，污染了河流，占用了大量農(nóng)田、山林、草場(chǎng)，破壞了生態(tài)平衡。
1.2 含錳廢水的危害
在工業(yè)方面，如紡織、印染、造紙、漂白粉和膠卷等行業(yè)，漂洗用水中含有較高的錳則會(huì)降低產(chǎn)品的色澤，影響其顏色的鮮亮度。使用含錳水作為食品和釀造用水，將嚴(yán)重影響食品的色、香、味等。當(dāng)水中含錳量超過一定值時(shí)，還將導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)故障而無法正常運(yùn)行。在給排水管網(wǎng)方面，水中錳含量高，錳會(huì)沉淀在管壁上而降低管道的通水能力，其沉淀剝落或者錳在管道末端產(chǎn)生積淀時(shí)，將嚴(yán)重影響供水水質(zhì)及堵塞管道，增大水流阻力，即形成所謂的“黑水”或“黃水”，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起管道的腐蝕破壞。含錳廢水進(jìn)入生活飲用水中，由于水中錳的異味大，污染生活器具，使人們無法正常使用且會(huì)造成慢性中毒，我國生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)將水中錳含量限制在0.1mg/L以下。含錳廢水會(huì)對(duì)周邊的土壤及生態(tài)環(huán)境造成危害。過重錳的攝入會(huì)引起動(dòng)物和植物中毒，主要表現(xiàn)為對(duì)人和動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生毒害，渣廢棄地一般通氣透水性較差，易造成地表積水，引起植物根部組織缺氧，加上土壤重金屬錳的毒害，植物生長(zhǎng)嚴(yán)重受阻。
2 含錳廢水治理技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
水中錳的危害已引起人們的普遍重視，然而Mn2﹢在中性條件下的氧化速率很慢，難以被溶解氧氧化為二氧化錳。一般來說，在pH值>7.0時(shí)，地下水中的Fe2﹢的氧化速率已較快，相同的pH值條件下，Mn2﹢的氧化要比Fe2﹢慢得多，因而水中錳的去除比鐵要困難得多。在pH值>9.0時(shí)，Mn2﹢的氧化速率才明顯加快，溶解氧才能迅速地將Mn2﹢氧化成MnO2析出，因而最初常通過投加堿性物質(zhì)提高水的pH值或投加強(qiáng)氧化劑等加快Mn2﹢氧化速率的化學(xué)方法除錳。常見的有以下幾種除錳方法：
（1）堿化除錳法 最初采用的除錳方法是將石灰、NaOH等堿性物質(zhì)投加到含錳廢水中，把待處理水的pH值提高到9.5以上，Mn2﹢在溶解氧的作用下迅速地氧化為MnO2析出，從而達(dá)到除錳的目的。
（2）強(qiáng)氧化劑除錳法 采用氧化能力較強(qiáng)的氧化劑是歐洲和美國普遍使用的除錳方法。一般常選用高錳酸鉀、二氧化氯和氯氣等強(qiáng)氧化劑。具體參見http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
將高錳酸鉀投加到含有Mn2﹢的水中可直接將Mn2﹢氧化為MnO2，而高錳酸鉀本身則還原為MnO2，生成的MnO2經(jīng)混凝沉淀過濾去除。氯氧化法與高錳酸鉀氧化法類似，但氯的氧化能力沒有高錳酸鉀強(qiáng)，所以實(shí)際應(yīng)用中常采用MnO2覆蓋濾料與自由氯氧化相結(jié)合的除錳方法，稱為氯連續(xù)再生接觸過濾除錳法。
（3）接觸氧化除錳法 20世紀(jì)70年代，在接觸氧化除鐵的基礎(chǔ)上發(fā)展了天然錳砂接觸氧化除錳工藝。天然錳砂接觸氧化除錳工藝較為簡(jiǎn)單，原水經(jīng)簡(jiǎn)單曝氣后直接進(jìn)入濾池，水中的Mn2﹢被錳砂吸附氧化去除，無需投加化學(xué)藥劑，管理方便，處理效果穩(wěn)定，隨著對(duì)接觸氧化除錳規(guī)律的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，發(fā)現(xiàn)對(duì)水中Mn2﹢起吸附氧化作用的是濾料表面黑色的“錳質(zhì)活性濾膜”，而不是錳砂本身，待濾水進(jìn)入濾層后，水中的Mn2﹢被“錳質(zhì)活性濾膜”吸附，在濾膜的催化作用下，溶解氧把Mn2﹢氧化為MnO2，并沉淀在濾料表面，使濾膜不斷更新�！板i質(zhì)活性濾膜”的形成需要較長(zhǎng)的時(shí)間，一旦濾料表面形成了活性濾膜，就具備了穩(wěn)定的除氯能力，并且不受濾料的影響，濾料的種類不同，活性濾膜的成熟時(shí)間長(zhǎng)短不同。一般而言，錳砂濾料的成熟時(shí)間較短，石英砂的成熟時(shí)間較長(zhǎng)。
（4）生物除錳法 人們很早就認(rèn)識(shí)到微生物對(duì)鐵錳的氧化作用，但是把微生物引入到地下水除錳領(lǐng)域的歷史并不長(zhǎng)。生物法除鐵、除錳作為一種新的工藝也開始在一些國家研究推廣，如法國、德國、保加利亞等國家都有應(yīng)用，均取得良好效果。
3 結(jié)語
近幾十年來，國內(nèi)外的水處理專家在除鐵，除錳工藝上的研究已經(jīng)取得了豐碩的成果，而這些研究成果絕大多數(shù)局限于對(duì)地下水的處理應(yīng)用上，新型地表水除鐵，除錳工藝的研究拓展和補(bǔ)充了除錳工藝技術(shù)，將為水處理工作積累起寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論成果，同時(shí)也將體現(xiàn)其應(yīng)有的市場(chǎng)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。
