水务热点｜水中锰怎么除？从常规氧化到紫外高级氧化，一文看懂技术选择

导 语

水中二价锰不只是一个化学指标，当它在管网中继续氧化、沉积并着色，就可能成为“黄水”和用户投诉的诱因。本文发表于《净水技术》期刊2026年第5期，文中指出：饮用水除锰的核心是“先把溶解态Mn(II)氧化为不溶性锰氧化物，再通过沉淀或过滤分离”，真正的技术核心在于如何提高氧化效率，同时控制色度、副产物和运行风险。

论文系统比较了高锰酸钾、臭氧、次氯酸钠、二氧化氯等常规氧化剂，以及UV/H2O2、UV/KMnO4、UV/O3、UV/Cl2等紫外高级氧化体系。其判断并非“高级氧化一定优于常规工艺”，而是应根据原水锰浓度、水质背景、既有处理单元和副产物风险来匹配合适的工艺。

引用信息

CITE

刘国义，陈飒，曹宇安，等. 饮用水处理中常规氧化及紫外高级氧化强化除锰的研究进展[J]. 净水技术，2026，45(5)：1-8，16.

Liu C Y, Chen S, Cao YA, et al. Research progress of conventional oxidation and UV/AOP on enhanced manganese removal in drinking water treatnent [J]. Water Purification Technology, 2026, 45(5) : 1-8,16.

DOI：10.15890/j.cnki.jsjs.2026.05.001

为什么水厂需要比达标更严格地看待锰？

缺氧天然水体中的锰，最常见、最稳定的形态是溶解态Mn(II)。它比颗粒态锰氧化物更难直接去除；如果水厂去除不充分，Mn(II)进入管网后可能继续氧化为高价锰并发生颜色变化。

《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2022）规定：出厂水锰限值为0.1 mg/L。为降低管网黄水风险，许多水厂将出厂水锰的内控值进一步压到0.02 mg/L以下。两者含义不同：前者是国家标准限值，后者是部分水厂基于管网风险采取的更严内控目标。

论文总结道：目前饮用水源中的Mn(II)浓度一般为0.05~2.00 mg/L，既涉及北方地下水水厂，也涉及南方地表水水厂。生物滤池对浓度相对稳定的地下水可获得较高去除率，但受溶解氧、水温和滤池运行管理等的影响，且启动周期较长；对于地表水水厂的季节性或突发性锰污染，在既有工艺上增加常规氧化或UV/AOP，具有改造难度较小、响应较快的特点。

所有路线都有同一个底层逻辑

无论选择哪种氧化剂，目标都不是让锰“凭空消失”，而是完成两个连续环节：第一步，把水中溶解态Mn(II)氧化为MnO2等不溶性锰氧化物；第二步，利用沉淀、混凝或过滤实现固液分离。

这也解释了为什么只谈氧化剂去除率并不完整。氧化剂剂量、pH、接触时间决定了转化效率，后续滤料和过滤状态决定了生成的锰氧化物能否真正离开水体。作者认为，常规氧化较适宜的pH范围为7.0~8.0，但不同药剂的适用场景和风险并不相同。

图 1 常规氧化工艺除锰效果

四类常规氧化剂，各有自己的“脾气”

高锰酸钾：成熟度高，但投加必须精准

KMnO4可将Mn(II)氧化为锰氧化物（MnOx）或氢氧化物沉淀。一般而言，KMnO4除锰通常与混凝或过滤配合使用。论文梳理的一项研究中，向含锰1.4~1.9 mg/L的地下水连续投加2.0 mg/L KMnO4 24天，可促进砂滤料表面活性锰氧化物形成，使滤料在36天完成熟化，Mn(II)去除率可达97.0%。

但“多投一点”并不等于“多除一点”。论文指出，KMnO4与Mn(II)质量比为1:1时可能因活性物种不足而效果不佳；过量投加又会带来额外锰负荷。当剩余KMnO4超过0.06 mg/L，可能引发出水色度问题。因此，及时掌握原水锰浓度并精准投药，是这一路线的关键。

臭氧：能加快滤池成熟，也要防止过度氧化

O3可快速将Mn(II)氧化为固态锰氧化物，并生成具有吸附和氧化作用的水钠锰矿。论文援引的研究显示，O3预氧化滤池启动时间为41天，短于KMnO4预氧化的74天；启动期除锰效率为88.7%~96.5%，长期运行出水Mn(II)稳定低于 0.1 mg/L。

风险同样来自剂量边界。O3浓度高于6.2 mg/L时可能发生过度氧化，生成的高价锰导致出水变红；含溴原水还需关注溴酸盐副产物。因此，臭氧的优势不能脱离原水水质和副产物控制单独评价。

次氯酸钠：更适合与吸附、改性滤料协同

NaClO水解产生的次氯酸可把Mn(II)氧化为MnO2。论文列举的一项研究中，NaClO预氧化与改性沸石联用后，除锰率由未预氧化时的32.0%提高至97.0%，有效滤层厚度由100 cm缩短至10~20 cm，在高滤速下出水锰仍低于0.05 mg/L。

这类结果体现的重点不是单一药剂，而是“氧化+吸附/过滤”的协同。论文也据此建议，NaClO宜与活性炭或改性滤料联用，以提高效率并缩短滤池成熟周期。

二氧化氯：低、中浓度更合适，高浓度须盯紧副产物

ClO2无需水解即可直接氧化Mn(II)。当投加浓度为0.4 mg/L时，原水Mn(II)质量浓度分别为低于0.2、0.2~0.5和0.5~1.5 mg/L三个区间时，对应的除锰率依次为81.4%、68.9%和42.1%，说明原水锰浓度升高后效果明显下降。

论文归纳，ClO2更适合Mn(II)不高于0.3 mg/L的低、中浓度污染控制。当Mn(II)高于0.4 mg/L，不仅可能难以稳定去除，还需警惕亚氯酸盐等消毒副产物超标。

UV/AOP的价值，不只是“更强的氧化”

紫外高级氧化工艺通过UV激发过氧化氢(H2O2)、KMnO4等氧化剂，生成羟基自由基、活性锰物质等强氧化物种。文中特别提醒，不同体系的活性物种不同，对Mn(II)和共存物的选择性也不同；决定长期性能的核心，是锰氧化物界面的生成，以及由此形成的“氧化-吸附”协同。

UV/H2O2虽然羟基自由基氧化电位较高，但论文指出，在中性条件下它对Mn(II)的氧化作用受限，实际运行甚至可能出现处理后出水的溶解态Mn(II)高于进水的“负去除”。原因包括H2O2使原有高价锰重新溶出、工艺启停或水化学变化诱发滤料和管壁释锰，以及低浓度测定波动。因此，这一联用体系并非是直接除锰的优先答案。

UV/KMnO4的关键是UV光解KMnO4形成Mn(III)、Mn(V)等物种，以及由其歧化或氧化聚合生成的纳米级MnO2[粒径为50~60 nm的MnO2对Mn(II)有高效的吸附能力]。UV还可分解过量KMnO4，缓解色度问题；但MnO2可能附着在灯管表面、降低光利用率，需要改进反应器和清洗方式。

UV/O3则由O3主导氧化，UV主要抑制锰的过氧化，进而防止高价锰导致的色度问题。论文所引研究在O3为9.8 mg/L时，Mn(II) 去除率接近100.0%；在O3为15.2 mg/L时，溶解性有机碳去除率达到89.0%。这些数据对应特定试验条件，不能直接转化为工程推荐剂量。该体系还会优先与腐植酸、富里酸等有机物反应；高有机物原水宜考虑前置活性炭吸附，减少活性物种消耗。

UV/Cl2本质上是依靠ClO˙/Cl2˙-等氯自由基快速氧化Mn(II)，显示出UV与NaClO的协同作用。不过，论文明确指出，现有部分试验使用的初始锰浓度和投氯量明显偏高，实际应用仍待检验；提高投氯量虽可能加快除锰，也会增加三氯甲烷等消毒副产物风险。

面向水厂，文章给出了怎样的工艺匹配思路？

论文提出从“源头-工艺-运维”全链条控制锰污染。

源头调控方面，针对夏季水温分层导致的Mn(II)释放，可重点优化深水曝气等人工循环系统，避免底层水pH下降引发Mn(II)溶出。

工艺匹配方面，可按原水Mn(II)浓度初步匹配：不高于0.3 mg/L时，考虑ClO2或O3常规氧化；0.3~2.0 mg/L时，考虑KMnO4，或NaClO与粉末活性炭联用；达到或超过2.0 mg/L 时，可在混凝后联用UV/KMnO4或UV/O3等深度氧化工艺。

需要强调的是，这一分类是论文基于现有文献和典型工程案例的归纳，尚需在更多水厂工况下系统验证。实际选择不能只看一个锰浓度，还应同步评估pH、有机物、溴离子等水质背景，既有混凝过滤能力，色度与消毒副产物风险，以及UV灯管结垢、自清洗和智能投药条件。

从“能除锰”走向“稳定、低风险地除锰”

这篇综述文章给出的结论是建议把除锰放回完整工艺链中：前端控制锰释放，中段完成可控氧化，后端确保固液分离，运行中同时盯住共存物、副产物和设备状态。

常规氧化技术成熟、成本相对较低，适合低、中浓度锰，但必须避免KMnO4残余致色、O3过度氧化和含氯体系副产物；UV/KMnO4与UV/O3在中高浓度Mn(II)处理中显示出潜力，却仍要跨过有机物竞争、活性物种调控、灯管附着和工程稳定性等门槛。论文建议，未来推动UV/AOP与改性沸石、纳米复合滤料等高效滤料耦合，并基于实时水质参数构建调控系统。

对水厂而言，更可落地的判断或许是：技术升级不应从“换一种更强的氧化剂”开始，而应从原水变化的实时识别、投药边界的精确控制和过滤单元的协同运行开始。

来源：本文内容改编自 《净水技术》2026年第 5 期“净水技术前沿与热点综述”栏目论文《饮用水处理中常规氧化及紫外高级氧化强化除锰的研究进展》，作者 刘国义 （沈阳建筑大学市政与环境工程学院） ，通信作者张欣然（中山大学环境科学与工程学院，教授） 。

排版：李滨妤

审核：孙丽华

由于微信修改了推送规则，没有经常点“在看”的，会慢慢收不到推送。如果你还想看到我们发布的权威信息，请将“净水技术”加为星标，每次看完后不忘点下“在看”和“赞”。

欢迎广大水务企业加盟合作