出厂水残余溶解态 Mn ( 离子 在 给水管网 中 能 转化形成颗粒 态锰氧化物Mn O x ）），在管壁上 累积形成 锰 沉积物 其在水力扰动下 的 释放可 造成 龙头 水变 色、浊度 升高（通常称为“黄水”）等 问题 。 然而，锰 在存在消毒剂的管网中从 还原溶解态到氧化颗粒态 转化的 机制 目前尚不 明确 ，对锰导致的龙头水问题缺乏有效的控制手段。 本论文 通过 实际 管网现场 检测 、 实验 室模拟 研究等方法，系统探讨了不同浓度和不同形态的锰 在管网中转化、沉积和释放的规律 ，揭示了管网 消毒 条件下 Mn ( 离子被氯（消毒剂）氧化形成锰颗粒物的 关键影响因素及作用机制 提出了以管网输配过程稳定为目标的出厂水锰的限值要求，研发了可满足该 控制 要求的新型高效除锰技术。 主要研究工作和 研究成果 如下：
    （1 ）通过 实际管道挖掘、高速放水冲洗 等手段 ，从 我国东部 地区 和 南方某市 具有锰致“黄水”历史 的管网中收集了大量 含锰沉积物样品 ，经表征 发现，锰在管网沉积物中与 铁、铝、铜 、锌 等 多种金属元素共存 。 锰沉积物的 存量表现出因管材和空间距离而变化的特征 在非铁质管道或距离水厂 较 近 的管网 沉积物中，锰的含量通常更高。
    （2 ）在 多个水厂供水区 （分为有“黄水”的 研究区和 无“黄水”的 对照区开展 锰 在 出厂到 龙头 这一 输配过程 中 变化行为的现场研究， 发现 锰 从水厂 进入管网 后 的转化、沉积和释放强烈依赖于出厂水锰的浓度 和 形态，并受到水 化学因素（主要是 消毒剂 和 pH 的 重要 影响。 出厂水中 颗粒 态 锰含量 降至 5 μg/L 以下 、 总锰浓度不超过 10 μg/L ，可 有效降低 甚至消除锰在管网中的净累积。
    （3 ）实验 室模拟 研究 了微量 Cu ( 对 Mn ( 被 氯氧化 形成 锰 颗粒物 的影响效应， 发现 没有 Cu(II) 存在时，在 1 .0 mg L 氯、 pH 7.7 的条件下， Mn (II 在 1 2 小时 内被氯 氧 化形成 M nO x 的量少于 1 0 %%，而 微量 溶解态 Cu(II) II)（如 20 μg/L 离子 能 成数量级地 加速 Mn(II) 向 MnO x 的转化 过程。固体表征和动力学模型拟合表明，该促进机制是 Cu ( 与锰氧化物结合 形成 了 具有 更强自催化 能力 的 含铜 锰氧化物 Mn O x Cu(II) 。 研究还发现， 颗粒 态 Cu O 也能催化 Mn ( 的氯氧化 过程。动力学模型表明， CuO 在反应之初促进了少量 Mn O x 的生成；由于 Cu O 能释放Cu ( 离子与 M nO x 形成 Mn O x Cu(II) II)，之后则是新形成的 Mn O x Cu(II) 在发挥主要催化作用 。含 Cu ( 体系形成的 Mn O x 颗粒物粒径相较于无 Cu ( 体系更大使其在管道中更易沉积。
    （4）实验 室模拟 研究 了 Fe(III)和 Al(III)对 Mn(II)的氯氧化反应的影响 发现 Fe(III)和 Al(III)即使 在管网水 常见的 浓度水平上 也能 显著促进 Mn(II)向 MnOx的转化。 较之于传统混凝剂（ 单体和低聚 态铝 占主导），聚合氯化铝（ 聚合态
Al13占 主导）的 加速效果 明显更强 。 Fe(III)和 Al(III)促进 Mn(II)转化的 机制是Fe(III)和 Al(III)水解反应形成 的颗粒物 促进 了 具有自催化活性的 MnOx更 早 、更快地 生成；新生成的 MnOx与 Fe(III)或 Al(III)颗粒物可共同 催化 Mn(II)的氯氧化反应。 与 Cu(II)离子能改变 MnOx的催化活性 不同 Fe(III)或 Al(III)并未显著影响 MnOx催化 Mn(II)-氯氧化反应的能力 。
      （5 ）实验研 发了一种基于 粉末活性炭 氯联用 法 的更快速、更彻底地除Mn ( 技术并探讨了其原理。 5 .0 mg /L 的粉末活性炭通过吸附或 1 .0 mg /L 的氯在pH 7.7 条件下通过氧化（ 1 2 h ）能去除 Mn ( 的量少于 1 0。 同时 使用 5.0 mg/ L粉末 活性炭 和 1.0 mg/L 氯 则 能提高 Mn(II) 的 氯 氧化速率达 2 个数量级 在十到几十分钟 内， Mn(II) 浓度即可 自 200 μg/L 降至 10 μg/L 。 该 技术 能很好地适用于饮用水 的 pH 范围 6.0-8.5 应用于天然水中 Mn ( 的去除同样取得良好效果。 该技术的原理主要是活性炭通过其 表面官能团和 导电特性来促进 Mn ( 和氯之间的电子转移， 形成的 Mn O x 氧化产物包覆在活性炭表面上， 从而 更 易于通过固液分离被彻底去除。
    综上，本论文的研究结果表明，控制 颗粒态 锰进入管网以及 Mn (离子进入管网后 形成颗粒 态锰氧化 物 是控制锰在管网中累积 的关键。 现行的生活饮用水 卫生标准对锰的控制值 100 μg/L 远 不足以控制锰的管网累积问题需采用更 严格的出厂水锰控制限值 来 保障 龙头水水质安全 。 控制管网 水 中铁、铝、铜等 共存金属离子的 浓度 可 抑制 Mn ( 离子向锰氧化物的转化 。