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.     

生物除锰滤池对砷(Ⅲ)的去除效果研究

砷是对人体有毒害作用的典型元素,且在水源水中普遍存在.为此人工配制了含As（Ⅲ）为0.05～0.25 mg/L、Mn2＋为0.5～3.0 mg/L的原水,并通过已培养成熟的生物除锰滤池进行过滤,分别考察了滤速为3、5、7 m/h时滤池对As（Ⅲ）及Mn2＋的去除效果.结果表明,在开始阶段由于受原水中As（Ⅲ）的影响,滤池的除锰能力有所下降,出水As（Ⅲ）也不能达标;经过15 d左右的运行培养后,滤池表现出了良好的除锰和除砷能力,出水As（Ⅲ）、Mn2＋浓度分别为0.02mg/L和0.05 mg/L左右.经过对不同取样口的水样进行检测,发现滤池的除砷能力集中在厚度为0～800 mm的滤层.     

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。     

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。     

净化低温含铁高锰地下水锰极限浓度的探求

采用生物除铁除锰滤池处理低温含铁高锰地下水,考察了不同滤速下锰的极限浓度。以滤柱模拟水厂滤池,在水温为5~6℃、溶解氧为8.3~8.5 mg/L、进水总铁为0.5~3.0 mg/L的条件下,当滤速分别为6、7、8 m/h时,锰的极限浓度分别为(8.0~8.5)、(7.0~7.5)、(6.0~6.5)mg/L;进水总铁为12~20 mg/L时锰的极限浓度为(5.0~5.5)、(4.3~4.7)、(3.5~3.8)mg/L。沿程分析发现:随着进水锰浓度的升高,锰的去除带逐渐向下延伸;沿滤层向下一定深度,相同厚度滤料的除锰量逐渐减少;锰浓度升高过程中对除铁无影响。在滤层厚度和温度一定的条件下,锰的极限浓度受进水总铁浓度和滤速的影响,进水总铁浓度和滤速较低时其极限浓度较高。     

高铁高锰微污染地下水的生物同层净化研究

向经过曝气的高铁高锰深井地下水中加入生活污水以模拟微污染地下水,并考察了生物除铁除锰滤池对其的净化效果.滤柱高为2.7m,内径为60 mm,内装填除铁除锰能力已经成熟的锰砂,设计滤速为6 m/h.研究了去除有机物滤层的培养过程及在不同滤速下对各污染物的去除规律,结果表明:生物滤柱对微污染地下水具有良好的净化效果,其中,Fe的高效去除区间在滤层上部,Mn和有机物可以实现同层去除,高效去除区间在滤层中下部;当进水有机物浓度较高时,沿程的溶解氧浓度会逐渐降低,导致对CODMn和Mn的去除效果变差,此时应考虑在滤层中部或底部增加曝气来提高溶解氧.     

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     

pH值对滤池处理高浓度铁、锰及氨氮地下水的影响

以哈尔滨市某地高铁、高锰、高氨氮(平均浓度分别为15、1.0、2.2 mg/L)的地下水作为处理对象,通过调节其p H值分别为6.5、7.0和7.5,考察不同p H值条件下对铁、锰和氨氮的去除效果,并对填料的表面形态进行SEM和EDS分析。结果表明:p H值越高,滤池挂膜时间越短,对锰和氨氮的去除效能越好。在p H值为7.5、7.0和6.5时,滤池分别在第40、80和170天表现出去除氨氮的能力,80、110和190 d后不同p H值下的去除效果趋于一致,出水值维持在0.4~0.5 mg/L。p H值越高越有利于锰的去除,p H值为7.5时滤池出水锰含量均可达标;p H值为7.0的滤池也有一定的除锰能力,锰砂滤池出水为0.3 mg/L,石英砂出水为0.6 mg/L;p H值为6.5的滤池运行220 d后仍没有除锰效果。p H值对滤池除铁没有影响,运行150 d后,出水铁含量均在0.3 mg/L以下,除铁主要是依靠接触氧化作用。p H值越低则滤料表面铁含量越高,铁深入滤柱下层,干扰锰质活性滤膜的形成进而影响对锰的去除。     

生物除铁除锰滤池的快速启动研究

通过实验室模拟滤柱试验和生产运行实践,确定了制约生物除铁除锰滤池快速启动的主要因素,即原水水质、滤速和反冲洗参数,给出了实际生物除铁除锰滤池快速启动的方法,可供有关技术人员参考。     

加拿大萨斯喀彻温省地下水除砷处理系统评价（摘译）

高浓度的铁和砷在萨斯喀锄温省的地下水中非常常见。对小城镇来说，高成本是地下水除砷的一个挑战。四套小型系统分别研究在有臭氧预处理和无臭氧的情况下对高铁（6．4-8．4μg／L）和高砷（14．5-27．2μg／L）地下水中铁和砷的去除。该试验包括：（1）混凝（2）生物活性炭（BAC）过滤（3）慢速砂滤及（4）快速砂滤。混凝去除70％的砷和99．8％的铁，增加臭氧预处理，去除率上升至95％（砷）和95％（铁）BAG系统对除砷和除铁非常有效，平均去除率可以达到97％（砷）和99．8％（铁），增加臭氧预处理，平均去除率提高到99％（砷）和99．9％（铁）。臭氧对铁去除率的增加无统计学意义，P=0．1。慢砂滤系统也十分有效地去除砷和铁，平均去除率为90％（砷）和99．8％（铁）增加臭氧预处理去除率无显著提高。快速砂滤系统平均去除率为50％（砷）和99％（铁），增加臭氧，平均除砷率增加约65％，然而平均除铁率，只有50％。快滤的除砷效果非常不稳定，这可能是由于滤料饱和或者是系统臭氧排气阀启闭导致的滤层松动。     

生物固锰除锰机理与生物除铁除锰技术

在pH中性条件下生物接触滤层中Mn^2 的氧化是生物氧化，滤层中以除锰菌为核心的生物群系的平衡与稳定是除锰活性的基础。生物滤层不但可以同时氧化去除Fe^2 、Mn^2 ，而且对进入滤层前已氧化成Fe^3 的微细颗粒也有良好的截留作用。以此生物固锰除锰机制为基础开发了弱曝气、一级过滤的生物除铁除锰简缩流程，确定了相应的设计与运行参数并指导了沈阳市开发区生物除铁除锰水厂的设计与运行。投产一年多来出水水质良好，总铁为痕量，锰＜0．0.05mg/L。     

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。     

生物滤层处理铁锰氟共存地下水的研究

针对东北某地区地下水存在铁锰氟超标问题,采用生物法进行处理,考察了不同时期氟离子对生物滤层的除铁锰效果以及生物滤层在不同影响因素条件下的除氟性能。试验结果表明,氟离子的存在提高了生物滤层的除铁锰能力,石英砂滤料和混层滤料对铁的去除率分别达到89%和92%以上,对锰的去除率分别达到80%和83%以上;生物滤层初期的除氟性能较好,石英砂滤料和混层滤料对氟的去除率分别达到73.46%和82.45%;氟的去除率随着进水铁锰浓度的增加而增大;滤速6m/h时,生物滤层的除氟效果最佳。     

维系生物除铁除锰滤池持续除锰能力的研究

沈阳开发区水厂的生物除铁除锰滤池经几年的运行后除锰能力大幅下降，致使出水锰浓度超标。经分析原因是：由于除锰过程中生成的铁锰氧化物部分沉积在滤料表面，滤池在长期运行后，其滤料粒径会逐渐增大，从而引起滤层结构的变化，最终导致滤池除锰能力被削弱。通过研究提出了维系滤池持续除锰能力的措施，即定期更换滤砂以保证滤层的结构。考虑换砂对滤层结构改善的程度以及换砂对滤层微生物的破坏，通过试验得到适宜的换砂量为10～15cm／a。     

生物除铁除锰滤池的曝气溶氧研究

从理论计算和试验两方面探讨了生物除铁除锰滤池中的曝气溶氧问题。结果表明,生物滤层除铁除锰不需要高溶解氧,也不需要通过散除CO2来提高原水的pH值,相反CO2可作为微生物繁殖代谢的碳源。认为简单的曝气充氧方式与生物滤池的结合可大大简化传统的处理流程。     

生物除铁除锰滤层的溶解氧需求及消耗规律研究

针对高铁、高锰地下水中含有氨氮的问题,进行了生物除铁除锰过程中溶解氧需求及消耗规律的研究.结果表明:弱跌水曝气难以适应含氮地下水的净化对溶解氧的需求,在原水氨氮为1.2 mg/L、铁为15 mg/L、锰为1.5 mg/L左右的条件下,控制溶解氧>7.5 mg/L时,生物滤层才能培养成熟,出水锰离子浓度才能达标;过滤过程中溶解氧主要消耗在上部的45 cm滤层之内,用于铁的去除以及氨氮的硝化,下部除锰生物滤层能否得到充足的溶解氧是决定除锰成败的关键.     

接触氧化/超滤除铁除锰组合工艺的净化效能

地下水是农村地区的重要水源,但存在处理设施管理水平低以及出水铁、锰浓度经常超标的现象,水质安全保障性差。研发出了一体化除铁除锰滤罐,并与超滤技术耦合形成接触氧化/超滤除铁除锰组合工艺。近4个月的生产性运行结果表明,滤罐具有良好的除铁除锰效果,出水总铁和总锰的含量分别达到0.20和0.04 mg/L,对氨氮也有较好的去除效果。超滤出水总铁和总锰平均值分别为0.01和0.03 mg/L,浊度平均值达0.10 NTU,显著提高了除铁除锰滤罐出水水质的稳定性和保障率。在恒定膜通量为50 L/(m2·h)、过滤周期为45 min的条件下,超滤膜的跨膜压差平均增长率仅为0.26 kPa/d,膜污染得到了有效控制,实现了长期稳定运行。接触氧化/超滤除铁除锰组合工艺的出水水质完全达到了《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求,为今后超滤技术在地下水除铁除锰领域的应用提供了有益的参考。