農(nóng)村鐵、錳地下水生物處理凈化效能研究及裝置開(kāi)發(fā).pdf

1、“十二五”期間，國(guó)家提出把解決飲用水不安全問(wèn)題作為重點(diǎn)，繼續(xù)大力開(kāi)展實(shí)施“農(nóng)村飲用水安全工程”。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)合江西省千噸萬(wàn)人農(nóng)村飲用水工程項(xiàng)目，針對(duì)多數(shù)農(nóng)村地區(qū)地下水含鐵、錳得不到很好處理的這一問(wèn)題，采用生物除鐵除錳工藝，考查生物濾層對(duì)含鐵、錳地下水的凈化效能。對(duì)裝置的主要設(shè)計(jì)參數(shù)和生物濾層的培養(yǎng)過(guò)程進(jìn)行研究，開(kāi)發(fā)出含鐵、錳地下水生物處理裝置。
　　1）小試研究
　　(1)微生物接種是整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，接種的菌泥

2、中含有大量與除錳有關(guān)的細(xì)菌，采用一次性人工接種大量高濃度菌泥和自然培養(yǎng)相結(jié)合的微生物培養(yǎng)方式，在第50天時(shí)，出水中Fe2+、Mn2+濃度達(dá)標(biāo)，且保持穩(wěn)定。
　　(2)微生物培養(yǎng)過(guò)程中，濾速和反沖洗強(qiáng)度是影響細(xì)菌附著和固定的主要因素。微生物培養(yǎng)初期濾速宜控制在3m/h以下，以利微生物生長(zhǎng)，同時(shí)延長(zhǎng)濾料吸附飽和時(shí)間。培養(yǎng)初期應(yīng)盡量延長(zhǎng)反沖洗周期，反沖洗強(qiáng)度宜控制在10L/(s·m2)以下。
　　(3)生物除鐵除錳裝置運(yùn)行初期，微

3、生物所發(fā)揮的作用有限，選擇合適的濾料對(duì)保障裝置在培養(yǎng)微生物階段的出水水質(zhì)很重要。錳砂作為生物濾層濾料，不僅具有較大的吸附容量，同時(shí)錳砂中所含的二氧化錳成分對(duì)鐵的去除具有很好的促進(jìn)作用，為裝置運(yùn)行前期的出水水質(zhì)提供保障。
　　(4)在濾速6m/h，原水鐵濃度為1.8～5.5mg/L，錳濃度為0.3～2.3mg/L，溶解氧2.5mg/L，pH中性的條件下，生物濾層對(duì)鐵、錳的去除率分別可達(dá)99.3％和97.7%。
　　2）含鐵、錳

4、地下水生物處理凈化效能實(shí)驗(yàn)研究
　　(1)在進(jìn)水鐵濃度為0.96～5.56mg/L，進(jìn)水錳濃度為0.87～2.38mg/L，溶解氧2～4mg/L，pH值中性的條件下，裝置對(duì)鐵的平均去除率達(dá)到97.6%，對(duì)錳的平均去除率達(dá)到90.9%，出水中鐵、錳均保持在0.1mg/L以下。
　　(2)生物除鐵除錳工藝對(duì)溶解氧要求與傳統(tǒng)的物理化學(xué)接觸除錳工藝有很大的區(qū)別，生物濾層在2.5mg/L溶解氧條件下就能實(shí)現(xiàn)高效的去除效果。采用穿孔管曝

5、氣方式能夠滿足微生物對(duì)氧的需求，省卻曝氣所需要的設(shè)施，節(jié)省工程投資，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
　　(3)濾層在反沖洗1h后就能夠恢復(fù)除錳較高的能力，保證正常的出水水質(zhì)。
　　(4)生物濾層的生態(tài)系統(tǒng)中，濾料顆粒表面附著的細(xì)菌維持著生物濾層中鐵、錳氧化細(xì)菌基本數(shù)量和種群優(yōu)勢(shì)，保證了細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定。
　　(5)在濾料顆粒間隙中的鐵泥中包埋了相當(dāng)一部分的游離細(xì)菌，這些細(xì)菌對(duì)水中鐵、錳的去除起著極大作用。濾層

6、依靠附著固定在濾料表面的生物膜和包埋在鐵泥中的游離菌群共同實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵、錳的去除。
　　3）含鐵、錳地下水生物處理裝置開(kāi)發(fā)
　?。?）確定含鐵、錳地下水生物處理裝置設(shè)計(jì)濾速6～8m/h，據(jù)此開(kāi)發(fā)了日產(chǎn)水量從120m3～1200m3不等的生物除鐵除錳系列設(shè)備，產(chǎn)品通過(guò)江西省重點(diǎn)新產(chǎn)品計(jì)劃項(xiàng)目鑒定，成果達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
　　（2）含鐵、錳地下水生物處理裝置工藝流程縮短，占地面積僅為傳統(tǒng)除鐵除錳裝置的50%，噸水運(yùn)行費(fèi)用0.4