滤层接种混合细菌除铁除锰的研究

东北地区的地下水大都存在铁锰等金属超标的情况。采用生物滤层接种混合细菌法,探究了启动周期对石英砂滤料和混层滤料除铁锰效果的影响。结果表明:接种混合细菌的石英砂滤料和混层滤料对含铁锰地下水均有较好的处理效果。石英砂滤料对锰的去除率为97. 00%,滤层的成熟期为47 d;混层滤料对锰的去除率为97. 99%,滤层的成熟期为35 d;两种滤料均能在较短的成熟期内达到良好的铁去除效果。     

滤料特性对锰砂滤池启动期除铁除锰效能的影响

针对陕西某市地下水水厂改造工程中的锰砂滤料选择和锰砂滤池启动期的除铁除锰效果问题,分析了不同锰砂滤料的吸附特性,对比研究了不同滤料滤池在启动期与成熟期的除铁除锰特点及除污效能。结果表明,尽管不同产地锰砂滤料的二氧化锰含量和静态吸附容量有很大差异,但在30 d的启动期间,各种锰砂滤池始终具有良好的除浊和除铁除锰效果,均没有出现Mn~(2+)穿透现象,总铁和Mn~(2+)含量分别可降到0.03和0.05 mg/L以下,锰砂滤料特性差异没有造成锰砂滤池启动期的除铁除锰效果出现明显不同;石英砂或无烟煤滤池在启动期的第6天后即可逐渐产生除锰作用,约30 d后达到成熟期,出水Mn~(2+)含量趋于稳定。各种滤料组成的滤池在启动期的第4天后均出现了氨氮降解作用,在约12 d时可达到稳定的去除效果。对于石英砂/锰砂双层滤料滤池,在启动初期Mn~(2+)主要在锰砂滤层中得到去除;进入成熟期后,石英砂层具有了极好的除锰效果,氨氮去除效果也显著提高,各种污染物主要在石英砂滤层中被去除;总铁和浊度的去除与滤料种类、过滤阶段无明显相关性,启动初期和成熟期总铁和浊度在石英砂/锰砂滤层中的沿程去除规律没有明显变化。     

生物除铁锰滤料再利用除氟试验研究

生物除铁锰滤层定期更换的滤料可实现再利用。将表面孔隙发达的成熟石英砂滤料在110℃下烘干,检测并分析其再利用除氟的特点和方式,结果表明:试验条件下,生物除铁锰滤料再利用除氟吸附时间约为3 h,吸附速率符合二级反应速率模型;p H值在3~7之间时,滤料再利用除氟效果较好,p H=4.58时效果最佳;其除氟方式以化学作用为主,兼有物理吸附作用,吸附等温线符合Langmuir模型;动态试验证实利用生物除铁锰滤料再利用除氟是可行的。     

生物除铁除锰滤池对As（V）的去除效果研究

采用人工配水模拟天然水体,考察了生物除铁除锰滤池对As（V）的去除性能。结果表明,当原水As（V）含量不高于200wg／L时,生物除铁除锰滤池对铁、锰的去除效果不受砷的影响,且As（V）去除率可达到95％以上,出水铁、锰及砷含量均满足标准限值要求;生物除铁除锰滤池对As（V）的去除主要发生在深度为0～660mm的滤层内;滤柱在反冲洗后,短时期内会出现砷、铁含量超标现象。     

石英砂/锰砂混层滤料的除铁除锰效果及其影响因素

采用不同体积比的石英砂/锰砂混层滤料处理含铁、锰的人工配水,考察了对铁、锰的去除效果及其影响因素.试验结果表明,各混层滤料对铁都有很好的去除效果;滤后水中的锰含量随着运行时间的延长而呈现出逐渐降低的趋势,且石英砂与锰砂的体积比为37的混层滤料对锰的去除效果要好于体积比为73的,但其水头损失增长较快;混层滤料去除铁、锰的最适pH值为6.0～7.5,反冲洗强度宜采用13 L/(s·m2).     

钙(Ⅱ)对铁锰氧化物催化氧化去除氨氮的影响

利用已持续运行2年的石英砂滤柱中试系统,通过改变进水中离子的种类及其浓度,考察了不同高浓度离子对石英砂滤料表面活性铁锰氧化物滤膜催化氧化水中氨氮性能的影响。结果表明:高浓度钠离子、钾离子、氯离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子对滤料去除氨氮性能基本没有影响,去除率均达到了87%以上。高浓度钙离子对滤料去除氨氮性能影响很大,当进水氯化钙浓度为1 000 mg/L时,去除率降低到了51%。停止投加钙离子后,滤料去除氨氮的性能可在8~9h内恢复。对滤料表面进行微观表征后发现钙的含量大幅上升,降低了滤料的比表面积、孔体积,影响了滤料与氨氮污染物的接触,造成对氨氮去除率的下降。     

生物固定化锰砂/石英砂滤柱的除铁除锰效能比较

通过在锰砂及石英砂上固定自行分离的纤发茵属细菌,研究了生物固定化锰砂及石英砂滤柱的除铁除锰能力.从水厂成熟滤砂上分离出的纤发菌属细菌,经16S rDNA鉴定为却Lepto-thrix cholodnii(98%)、Leptothrix discophora(99%)、Leptothrix mobilis(99%).纤发菌属固定化锰砂及石英砂滤柱对铁的去除率均可达90%以上,但锰砂滤柱的处理能力高于石英砂滤柱.当DO为5 mg/L时,锰砂及石英砂滤柱对锰的平均去除量分别为0.9 ms/L和0.6 mg/L;当DO提高到9mg/L时,两滤柱对锰的平均去除量分别增加到1.45 ms/L和1.1 mg/L,相应的去除率分别从45%、34.5%提高到74.29%、59.32%.对生物膜形态的观察结果表明,纤发菌分泌的胞外聚合物与铁、锰氧化物形成了聚合体,同时还能观察到由嘉氏铁杆菌(Gallionella ferruginea)形成的麻花状沉淀物.     

生物法去除地下水中铁、锰的影响因素探讨

从量化角度剖析了生物法去除地下水中铁、锰的影响因素.曝气后使地下水中DO为7.0～7.5 mg/L、pH为6.8～7.0时,生物滤层中的锰氧化菌能够保持较好活性及除锰能力,且能够达到铁、锰同除的要求;研究中所提出的"成熟滤料移植"的生物过滤方法,仅适用于对Mn2+吸附能力较强的优质锰砂滤层的接种,而对吸附能力较弱的石英砂滤层只能采用菌量较大的在实验室选择性培养基上培养、驯化锰氧化菌的接种方式;锰砂和石英砂生物滤层的反冲洗强度分别控制在6～9、7～11 L/(s·m2)时,滤层的微生物受扰动较小,反冲后对铁、锰的去除能力也能在5 h内恢复,同时滤层采用粒径为1.0～1.2 mm的均质滤料,在反冲洗强度较低的情况下过滤周期依然可延长至35～38 h.     

除铁锰滤池不同滤层对砷污染的强化去除研究

作为Z市供水水源的黄河侧渗水中砷含量呈现逐年升高的趋势,为强化除砷效果,在水厂现有除铁锰滤池中进行加药和表层滤料更换试验.生产性试验结果表明:除铁锰滤池不同厚度滤层对砷的去除效果不同,滤层厚度为80 cm时对总砷的去除率已经达到了60％左右,大部分砷通过表层20 cm滤料而得以去除.     

除铁除锰生物滤层最优化厚度的研究

除铁除锰生物滤层的厚度对滤池除铁除锰效果有至关重要的影响，而地下水水质是确定除铁除锰生物滤层厚度的重要因素。实验室滤柱试验的结果表明：不同铁、锰含量的地下水，其适宜的生物滤层厚度不同。生产运行试验也证明了上述结论并进一步得出：对于铁、锰含量较低的地下水，滤层的适宜厚度为900～1000mm，而对于铁、锰含量较高的地下水，生物滤层相应地要增厚至1000～1300mm。     

生物滤层中Fe~(2+)的作用及对除锰的影响

通过无菌滤层与生物滤层的除铁、除锰对照试验 ,得出了生物滤层不但可以同时去除原水中的铁与锰离子 ,而且Fe2 + 参与了除锰菌的代谢 ,对维系生物滤层中生物群系的平衡起到了至关重要的作用。同时 ,生物滤层对Fe3+ 盐的固体微细粒子也有很好的捕捉去除作用     

生物滤层中Fe^2＋的作用及对除锰的影响

通过无菌滤层与生物滤层的除铁、除锰对照试验,得出了生物滤层不但可以同时去除原水中的铁与锰离子,而且Fe^2 参与了除锰菌的代谢,对维系生物滤池中生物群系的平衡起到了至关重要的作用。同时,生物滤层对Fe^3 盐的固体微细粒子也有很好的捕捉去除作用。     

生物除铁、除锰滤层中铁、锰的氧化还原关系

为进一步掌握生物除铁、除锰滤层中铁、锰的氧化还原关系,以天然高铁高锰地下水为原水、成熟生物除锰滤料为试验材料,进行了一系列静态和动态试验。结果表明:高浓度的Fe2+能够还原高价态锰氧化物而溶出Mn2+,同时破坏滤层上部的生物除锰滤层结构,迫使高效生物除锰段下移,这一现象与微生物的存在与否无关,属于物理化学反应。     

不同滤料对丹江口水库水的过滤效果研究

以丹江口水库中试基地的沉淀池出水作为试验用水,对比研究了细石英砂单层滤料、粗石英砂单层滤料、无烟煤单层滤料及无烟煤-石英砂双层滤料的过滤效果。结果表明,4组滤柱对浊度的去除效果相近,但无烟煤-石英砂双层滤柱受进水浊度变化的影响较小,抗冲击能力较强,出水浊度相对稳定;无烟煤-石英砂双层滤柱与无烟煤滤柱对有机物的去除效果优于细石英砂与粗石英砂滤柱,无烟煤-石英砂双层滤柱与无烟煤滤柱对CODMn的去除率分别为(31.45±10.39)%和(28.23±9.15)%,对UV254的去除率分别为(13.05±5.3)%和(14.23±4.97)%;细石英砂滤柱水位增长最快,且运行周期最短,无烟煤-石英砂双层滤柱与无烟煤滤柱水位增长相对较慢,运行周期是细石英砂与粗石英砂滤柱的2～3倍。     

净化高铁锰伴生氨氮地下水的生物滤池快速启动

采用生物滤池处理高铁、高锰、高氨氮地下水时,存在启动时间长的问题,鉴于此,采用双层滤料、单层滤料回流、单层滤料不回流三种启动方式同时启动三根滤柱,考察双层滤料和回流对启动时间的影响。结果表明,采用双层滤料或回流均能有效缩短启动时间,三根滤柱出水中的总铁、锰、氨氮分别在第82、81、103天降到了0.3、0.05、0.2 mg/L以下。进一步的分析发现,铁主要在0～0.4 m滤层被去除,锰的去除最初是锰砂吸附,当氨氮浓度降到一定程度后,生物除锰效果迅速提高,锰和氨氮均主要在0～0.4 m滤层被去除。     

复合污染地下水的两级处理工艺中试研究

开展了石英砂+生物活性炭的两级处理工艺净化复合污染地下水的中试研究。结果表明,当石英砂滤料未成熟时,单级过滤对铁、锰的去除效果较好,但是对氨氮及CODMn的去除效果不理想;二级过滤工艺可以明显提高水中氨氮和CODMn的去除效果;滤料成熟后系统对铁、锰、氨氮及CODMn的平均去除率分别达到99.5%,99.9%,93.7%和34.5%。该处理工艺出水水质较好,抗水质冲击负荷能力强,且运行稳定性高。     

铁锰复合活性滤料去除冬季地表水中氨氮的效能

采用铁锰复合氧化物活性滤料滤池进行了低温高氨氮地表水处理试验研究,并与普通石英砂生物滤池进行对比。结果表明,铁锰复合氧化物活性滤料滤池对地表水中氨氮具有良好的去除效果,与普通石英砂生物滤池相比,在抗水力负荷、浓度负荷和反冲洗方面更有优势;当滤速分别为4、6、8 m/h时,铁锰复合氧化物活性滤料滤池对氨氮的平均去除率分别为97.2%、94.3%、93.5%,而相应条件下普通石英砂生物滤池对氨氮的平均去除率仅为84.1%、64.7%、58.0%;在滤速为8 m/h、滤层厚度为110 cm条件下,铁锰复合氧化物活性滤料滤池去除氨氮的最大浓度为2.30 mg/L,而普通石英砂生物滤池去除氨氮的最大浓度仅为1.50 mg/L;对浊度、有机物的去除,铁锰复合氧化物活性滤料滤池与普通石英砂生物滤池效果相当。     

生物除铁除锰滤池构造及过滤方式研究

对比试验表明,生物除铁除锰滤池的构造及过滤方式对生物滤层的建立及过滤性能有较大影响。上向流过滤能增大微生物生长繁殖空间,缩短滤层成熟期和保证成熟过程中出水水质;均质滤层是一种比较适于生物除铁除锰的滤池结构形式。     

Fe~(2+)对单级除铁除锰滤池除锰成熟期的影响

以哈尔滨某地含高浓度铁锰地下水为处理对象,研究了进水Fe~(2+)浓度对单级非均匀级配石英砂滤料除铁除锰滤柱启动期间成熟期的影响。试验中,Fe~(2+)和Mn~(2+)可被单级滤柱相继去除,滤柱上层是棕褐色的除铁层,滤柱下层为黑褐色的除锰层,进水中的Fe~(2+)易于被去除,而Mn~(2+)的去除则受进水中Fe~(2+)浓度的影响。试验表明,锰质滤膜受Fe~(2+)污染可致滤膜中的锰被还原溶出,控制因素是锰膜对Fe~(2+)的单位吸附量,而非水中Fe~(2+)浓度。进水中Fe~(2+)浓度很低时,除锰成熟期较短(45 d),随着进水中Fe~(2+)浓度的增加,滤池中除铁层增厚,导致除锰层被压缩,除锰层中锰质活性滤膜受到Fe~(2+)污染的程度不断加重,滤池除锰成熟期显著延长。     

生物滤层同时去除地下水中铁、锰离子研究

迄今为止的除铁、除锰工艺大多是采用传统的处理方法,即：一级除铁、二级除锰。在生物固锰、除锰技术确立之后,通过长期的试验研究,发现了铁、锰离子可以在同一生物滤层中去除的规律,从而可以采用一级曝气、过滤的简缩流程以更新传统的二级曝气、过滤的长流程设计。