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.     

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。     

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。     

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).     

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。     

串联微絮凝过滤工艺预处理低浊度海水研究

以三氯化铁和聚合氯化铝（PAC）作为絮凝剂，采用石英砂、沸石、锰砂和颗粒活性炭滤柱进行了单独及串联微絮凝过滤预处理低浊度海水的试验研究。结果表明，单独微絮凝过滤对浊度有较好的去除效果，其中锰砂的相对较差；颗粒活性炭滤柱对有机物的去除率较高，其余3种滤柱只能去除小部分的有机物；4种滤柱单独过滤的除盐能力均很弱。而串联过滤工艺明显提高了对有机物的去除率和除盐能力，几乎全部的浊度和绝大部分的有机物均能被有效去除。当采用三氯化铁作絮凝剂时，石英砂滤柱与颗粒活性炭滤柱串联的除盐效果最显著；而采用PAC作絮凝剂时，锰砂滤柱与颗粒活性炭滤柱串联的除盐能力最佳。     

地下水除铁锰和有害气体

深层地下水铁锰共存且含量较低时,采用下级喷淋曝气、单级锰砂过滤,15m/h滤速,滤后水铁锰含量均可保证在0.1mg/L以下。经一级敞开式喷淋曝气,H_2S气体去除率为100％,CO_2去除率为50％左右。     

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。     

预氧化与过滤去除水源水中臭味的试验研究

通过采用不同的预氧化剂、不同预氧化剂与粉末活性炭联用以及不同滤料过滤等方式进行混凝搅拌试验和小试滤柱试验,研究了多种处理方法对去除水源水中臭味的效果。结果表明:预处理方法中0.3mg/L高锰酸钾与30mg/L粉末活性炭联用去除水源水中臭味的效果最好,能将臭味等级为4级的原水处理到臭味等级0级;滤料过滤处理中以活性炭和活性无烟煤为滤料的滤柱去除水源水中臭味的效果优于以石英砂和锰砂为滤料的滤柱去除臭味效果,以活性炭和活性无烟煤为滤料的滤柱能将臭味等级为4级的原水处理到臭味等级为1级。     

两级过滤去除地下水中铁锰的试验研究

通过锰砂和硅碳素两级过滤的方式,研究了含锰、含铁及高铁低锰三种水质条件下铁锰的去除效果,进一步探讨了不同水质中铁锰的去除方法。结果表明,对于单独含锰的水质,可仅采用二级硅碳素滤柱去除;对于单独含铁的水质,可仅采用一级锰砂滤柱去除;对于高铁低锰的水质,可通过两级过滤同时去除铁锰。锰砂和硅碳素两级过滤处理含铁锰地下水是可行的,根据不同的水质,可以采用不同的处理方法。     

混合细菌固定化石英彬混层滤料除铁除锰效台匕匕研究

通过对用亚铁杆菌分离培养基、嘉式铁杆菌分离培养基、缠绕纤发杆菌分离培养基及PYCM分离培养基分离出的铁锰细菌的不同搭配以及对比试验,发现由后3者组成的混合细菌具有更强的适应性和氧化能力。接种试验表明,石英砂滤料和混层滤料自然固定混合细菌的成熟期分别为47和35d,前者快于一般的石英砂成熟期,后者与锰砂滤料的成熟期相近,且两种生物滤层均有很强的抗水力负荷和铁锰浓度负荷的能力,在实现了快速启动同时确保其稳定运行。生物相研究表明,滤层成熟后,滤柱中生长的是包括铁锰细菌、硝化细菌、亚硝化细菌以及其他菌种的复杂的生物群系。     

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。     

天然有机物对改性滤料除锰效能的影响

腐殖质与铁、锰形成的络舍物吸附在滤料表面后有可能降低滤池的除锰效果，为此通过试验考察了天然有机物（NOM）对改性滤料接触氧化过滤工艺除锰效能的影响。结果表明，该工艺的除锰效果极佳，但天然有机物的存在会使除锰效率及过滤周期大幅度降低，而预投氯可保证改性滤料对锰的高效去除。有机物含量和投氯量对除锰效果有直接影响，应结合原水水质确定最佳投氯量。     

氧化铁涂层砂改性滤料除氟性能研究

介绍了氧化铁涂层砂和未涂层石英砂除氟过滤比较：氧化铁涂层砂除氟效果显著,却除率达９０％以上,基本遵循低ＰＨ高去除率的规律;石英砂对水中的氟无任何去除效果。     

Manganese removal during bench-scale biofiltration

As biological manganese (Mn) removal becomes a more popular water treatment technology, there is still a large gap in understanding the key mechanisms and range of operational characteristics. This research aimed to expand on previous bench-scale experiments by directly comparing small filtration columns inoculated with indigenous biofilms from a Mn filtration plant and filtration columns inoculated with a liquid suspension of Leptothrix discophora SP-6. Batch tests found that in the absence of manganese oxidizing bacteria Mn was not removed by air alone, whereas a mixed population and Leptothrix strain achieved greater than 90% removal of Mn. The bench-scale biofiltration experiments found that biological filters can be inoculated with a pure culture of L. discophora SP-6 and achieve a similar removal of indigenous biofilm. While Mn oxidizing bacteria (MOB) seem to be necessary for the auto-catalytic nature of these biological filters, Mn removal is achieved with a combination of adsorption to Mn oxides and biological oxidation. Additionally, it was demonstrated that biological Mn removal is possible over a broader “field of activity” (e.g., Mn removal occurred at a pH level as low as 6.5) than has previously been reported. The ability of this treatment technology to work over a broader range of influent conditions allows for more communities to consider biological treatment as an option to remove Mn from their drinking water.     

Experiences of Biological Iron and Manganese Removal in Finland

Even though groundwater resources in Finland are adequate, and theoretically the total water consumption could be supplied from this source, in practice only about 50% of the total consumption is from groundwater. There are thousands of unconnected small aquifers dispersed all over the country, and the use of these as water supplies is not economically possible.
Biological iron and manganese removal systems appear to be a promising alternative to chemical treatment. In Finland the following biological treatment systems are in use: (i) VYREDOX method; (ii) overland flow method; (iii) slow sand filtration; (iv) re-infiltration; and (v) biological reactors.
Active iron and manganese bacteria play the most essential role in all these applications, and different methods of removal are discussed in detail in the paper.     

改性滤料除锰效能及影响因素研究

通过静态和动态试验，对改性滤料的除锰效能及其影响因素进行了考察。结果表明，改性滤料的除锰效能显著优于石英砂和天然锰砂的，其对水中锰离子的吸附属于典型的Freundlich吸附类型；在150h的动态试验期间，改性滤料对锰的去除率〉90％，出水锰浓度〈0．1mg／L；中性或弱酸性条件及高溶解氧浓度有利于改性滤料持续高效除锰。     

生物滤池地下水除铁除锰过程中漏锰现象研究

针对生物滤池地下水同步除铁除锰过程中的“漏锰”现象进行研究。结果表明,“漏锰”现象是由亚铁离子与锰氧化物的反应引起的;砂样生物活性、溶解氧及浸泡时间等对亚铁离子与锰氧化物的反应影响不大;增加浸泡次数可使“漏锰”现象得到缓解;出水锰浓度与砂样质量和亚铁离子含量均呈二次抛物线关系,底物浓度越大,出水锰含量增大越快;酸性条件可以促进亚铁离子和锰氧化物的反应,碱性条件下“漏锰”现象不易发生。