高铁、高锰、高氨氮地下水的生物同层净化研究

采用生物滤柱净化高铁、高锰、高氨氮地下水,考察了生物净化效果及影响因素.结果表明,在设计滤速为5 m/h,试验用地下水的Fe2+、Mn2+和NH4+-N分别为15、1.5和1.2 mg/L的条件下,生物滤柱对其净化效果良好,但所需滤层较厚(为1.5 m),出水的Fe2+、Mn2+和氨氮分别可降至0.13、0.05和0.26 mg/L;在生物滤柱中,Fe2+的高效去除空间为最上部,NH4+-N的为中、上部,Mn2+的为中、下部;溶解氧为影响生物滤层除锰的关键因素.     

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.     

溶解氧对含氨氮地下水生物除铁除锰效果的影响

采用生物滤柱进行了地下水除铁除锰效果的研究,通过检测滤柱不同滤层深度Mn^2＋、Fe^2＋、NH4^＋-N与DO浓度的变化,研究了各离子的去除效果与DO的关系,并对比了不同DO水平和不同滤速时离子的去除情况。结果表明,铁比锰和氨氮更优先被去除,滤速越低,溶解氧消耗越多。     

复合有机物污染的含铁、锰源水生物净化研究

对受铁、锰及可生物降解有机物污染的水体,采用模拟生物滤柱进行同步净化试验研究。装置采用重力流过滤和上向流曝气过滤两种运行模式,结果表明,当进水DO浓度满足污染物氧化需求时,重力流过滤可实现对三者的同步去除,出水水质满足饮用水卫生标准要求;继续提高进水COD_(Mn)浓度时,DO不足导致除锰效果恶化,而铁与COD_(Mn)的去除效果受影响较小。上向流底部曝气可解决DO不足的问题,但曝气作用使滤层的截留能力减弱,导致铁锰氧化物随水流流出滤层;曝气强度较高时易引起出水铁、锰浓度超标,而弱曝气强度可实现三者的出水达标。曝气强度对去除COD_(Mn)的影响不明显,去除率始终高达80%。     

地下水中生物除锰的最佳运行条件及动力学

采用生物法能够大幅度提高对地下水中Mn2+的去除效率.试验滤柱启动后,通过改变曝气强度、滤速、反冲洗强度等,总结了生物除锰的最佳运行条件;并通过分层分析滤层水质的方法研究了生物法的铁锰氧化动力学规律.     

高铁高锰高氨氮地下水的两级净化研究

为解决高铁高锰高氨氮地下水同层净化中溶解氧不足的问题,同时提高产水量,进行了两级滤柱串联高速过滤的试验研究,分别启动接触氧化除铁一级滤柱和生物氧化除锰二级滤柱,将两者串联后在10~12 m/h的高滤速下运行。试验结果表明,在高滤速工况下,两级净化工艺能够保证出水水质达标,与单级过滤工艺相比,在单位面积产水量相同的条件下,两级净化系统的运行效果更稳定,具有更强的抗冲击负荷能力。     

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。     

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。     

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。