飲用水生物氧化除錳特性、機(jī)理與動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、針對(duì)我國(guó)大部分地區(qū)地下水含錳量普遍超標(biāo)的現(xiàn)狀，本課題模擬地下水，在實(shí)驗(yàn)室通過模型濾柱和搖瓶試驗(yàn)，深入研究了飲用水生物氧化除錳特性、機(jī)理與動(dòng)力學(xué)。考察了濾柱培養(yǎng)成熟的時(shí)間及影響生物除錳效果的因素；研究了生物除錳的機(jī)理，建立了生物除錳反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型；探討了磷、Fe2+等因素對(duì)生物除錳的影響，同時(shí)還研究了錳的去除與氧化還原電位的關(guān)系，對(duì)濾膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)定。試驗(yàn)結(jié)果表明，成熟后濾砂表面濾膜的X射線衍射圖譜與MnOx·5H2O(x=1.86)的

2、X射線衍射圖譜一樣，濾膜成熟后的結(jié)構(gòu)在進(jìn)水物質(zhì)不發(fā)生變化的情況下不發(fā)生變化；合適的碳磷比對(duì)生物除錳有明顯的促進(jìn)作用，試驗(yàn)條件下的投磷量不會(huì)對(duì)出水造成二次污染；生物除錳需要亞鐵的參與，亞鐵的存在除了能夠促進(jìn)微生物分泌胞外酶并刺激其活性外，還通過鐵離子的變價(jià)傳遞電子，催化錳離子的氧化反應(yīng)，從而促進(jìn)對(duì)二價(jià)錳的降解。當(dāng)不存在亞鐵時(shí)，鐵錳細(xì)菌對(duì)錳的降解性能大大減低，但過量的亞鐵將壓縮除錳濾層；在pH值呈中性條件下，處理水中的錳去除以后，出水的氧化

3、還原電位在540～700mV之間；生物氧化除錳動(dòng)力學(xué)符合二級(jí)多項(xiàng)式反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，即-dCs/dt=K2CsT2+K1CsT+K0，不同的進(jìn)水錳濃度下，生物除錳表現(xiàn)出不同的反應(yīng)規(guī)律，當(dāng)錳離子濃度為1.5mg/L以下時(shí)，錳離子的氧化速率與錳濃度的關(guān)系表現(xiàn)為一級(jí)反應(yīng)(即K2=0，K0=0，K1=0.355min-1)；當(dāng)錳離子濃度為4.5mg/L以上時(shí)，錳離子的氧化速率與錳濃度的大小無關(guān)，表現(xiàn)為零級(jí)反應(yīng)(即K2=0，K0=-0.638min