CN104761099B - 一种高铁高锰地下水的生物净化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高铁高锰地下水的生物净化工艺。其特征在于，生物净化滤层分别位于两个滤池当中，进水经过曝气后依次经过1#滤池，2#滤池，即2#滤池进水为1#滤池出水，其中，当需氧量大于水中最大饱和溶解氧量时，在1#滤池和2#滤池前分别进行曝气为净化水提供充足溶解氧量。对2#滤池接种实验室培养的高浓度铁锰氧化细菌悬液(细菌数量≥108个/ml)，滤池经过接种后，逐渐提高1#滤池和2#滤池的滤速和反冲强度，最终，2#滤池可达到12m/h的滤速，滤池堵塞时进行反冲，1#滤池滤速随着2#滤池滤速的提高而提高至12～13.5m/h，反冲洗周期相应调整至24h,反冲洗时间5min,反冲洗强度使滤料的膨胀率达到10％～20％。
Description
技术领域：
本发明属于给水净化领域。具体涉及一种高铁高锰地下水的生物净化工艺。
背景技术：
目前，对于常温下铁锰含量适中的地下水(铁<5mg/L，锰<1mg/L)，采用生物除铁除锰工程技术，选用单层滤料就可以实现铁锰的同层深度去除；对于高铁高锰地下水(铁>10mg/L，锰>2mg/L)，一级过滤双层滤料生物除铁除锰工艺，在高浓度进水铁的情况下可使反冲时滤料不混层，避免了二价铁离子与氧化后锰的接触，在一定程度上解决了高铁高锰地下水的处理问题。但是，仍然存在很多不稳定因素致使工艺运行出现问题，首先，高铁水质会积累大量的铁泥，需要进行频繁的反冲，造成生物量流失，对于一级过滤生物除铁除锰工艺来说，不利于生物滤层的培养与运行，影响锰的去除，特别对于低温地下水，铁锰氧化细菌不易生长，生物活性普遍降低，频繁反冲更不能为其提供稳定的生长环境，生物滤层无法得到培养，难以实现对锰的去除；其次，对于一些复杂水质的处理可能需要大量的溶解氧，如含有氨氮的高铁高锰地下水普遍存在，已有研究表明由于氨氮的存在会消耗大量的溶解氧，若以铁、锰、氨氮含量分别为1mg/L计,则其耗氧量分别为0.14mg/L、0.29mg/L、4.57mg/L，氨氮的耗氧量分别是铁、锰耗氧量的34倍、16倍,而在标准大气压下，水中最大的饱和溶解氧值是0℃时的14.64mg/L，常规生物除铁除锰工艺的一次曝气无法满足高氨氮含量时其净化水对溶解氧量的需求。鉴于以上问题，本发明提出两级过滤生物除铁除锰工艺，该工艺异于传统两级流程接触氧化除铁除锰工艺，实现了一级过滤利用接触氧化作用除铁，二级过滤利用生物氧化作用除锰，两级各搭配不同的反冲参数，在二级滤池可提供稳定的微生物生长环境，并可以在一级滤池和二级滤池前分别进行曝气，为复杂水质的净化提供充足的溶解氧量，不仅可以同时解决高铁高锰水质下亚铁与氧化锰的接触、频繁反冲导致生物量流失、弥补低温水质生物活性降低的不足、含氨氮等复杂含铁锰水质溶解氧量供给不足等的问题。另外，与传统两级流程接触氧化除铁除锰工艺8m/h的滤速，且除锰效果不稳定的问题相比，两级过滤生物除铁除锰工艺一级接触氧化滤池可达到12-13.5m/h的滤速,二级生物滤池可达到12m/h的滤速，可在高滤速下保证出水合格，是生物除铁除锰工艺的又一大突破。
发明内容：
本发明的目的在于为低温高铁高锰地下水及溶解氧量需求大的复杂含铁锰地下水质提供了一种高效生物净化工艺。其特征在于，包括以下步骤：
1)两个下向流滤池1#滤池和2#滤池，1#滤池设石英砂或者锰砂或者无烟煤层，2#滤池设石英砂或者锰砂或者无烟煤层，其中，所述的石英砂层或者锰砂层或者无烟煤层的厚度为100～130cm；所述的石英砂或锰砂或无烟煤的粒径为0.6～2.0mm。进水经过曝气后，依次经过1#滤池，2#滤池，即2#滤池进水为1#滤池出水，当需氧量大于水中最大饱和溶解氧量的时候，(例如所述的滤池对于处理高铁(铁>10mg/L)、高锰(锰>2mg/L)且氨氮含量大于2.8mg/L的水质时)在1#滤池和2#滤池前分别进行曝气为净化水提供充足溶解氧量；
2)接种铁锰氧化菌：打开1#滤池出水阀，关闭2#滤池出水阀，使2#滤池滤池浸没水后关闭1#滤池出水阀，对2#滤池的滤层接种实验室培养的高浓度铁锰氧化细菌悬液(细菌数量≥108个/ml)，将铁锰氧化菌菌液和含铁含锰地下水以1：1000的体积比混合均匀后倒入2#滤池使之通入滤层，48h后放空2#滤池，重复3-4次；2#滤层所放出水铁锰浓度有下降的趋势，说明铁锰氧化菌的接种成功。
3)高铁高锰地下水净化：滤池经过接种后，1#滤池按以下参数运行，3～4m/h的滤速，反冲洗周期36-48h,反冲洗时间1-3min，反冲洗强度使滤料的膨胀率达到10％～20％，2#滤池以2～3m/h滤速运行，不必进行反冲，期间检测2#滤池出水铁、锰浓度，直至滤层出水铁浓度小于0.3mg/L，且锰浓度小于0.1mg/L说明滤层已经培养成功。此后，2#滤池逐级提高滤速至12m/h滤速，提高滤速时出水合格并且稳定后再进行，每次提升幅度在0.5～1m/h，原则上滤池堵塞时进行反冲，1#滤池滤速随着2#滤池滤速的提高而提高至12～13.5m/h，反冲洗周期相应调整至24h,反冲洗时间5min,反冲洗强度使滤料的膨胀率达到10％～20％。
本发明为低温高铁高锰地下水及溶解氧量需求大的复杂含铁锰地下水质提供了一种高效生物净化工艺。
具体实施方式：
在两个普通的下向流滤池，1#滤池底部的承托层之上铺设石英砂层(或者锰砂层或者无烟煤层)，2#滤池底部的承托层之上铺设石英砂层(或者锰砂层或者无烟煤层)其中，所述的石英砂层(或者锰砂层或者无烟煤层)的厚度为100～130cm；所述的石英砂或锰砂或者无烟煤的粒径为0.6～2.0mm；进水经过曝气后，依次通过1#滤池、2#滤池，所述的滤池对于处理高铁(铁>10mg/L)、高锰(锰>2mg/L)且氨氮含量大于2.8mg/L的水质时，即需氧量大于水中最大饱和溶解氧量时，在1#滤池和2#滤池前分别进行曝气为净化水提供充足溶解氧量，打开1#滤池出水阀，关闭2#滤池出水阀，使2#滤池滤池浸没水后关闭1#滤池出水阀，对2#滤池的滤层接种实验室培养的高浓度铁锰氧化细菌悬液(细菌数量≥108个/ml)，将铁锰氧化菌菌液和含铁含锰地下水按1:1000的体积比混合均匀后倒入2#滤池使之通入滤层，48h后放空2#滤池，重复3-4次。2#滤层所放出水铁锰浓度有下降的趋势，说明完成铁锰氧化菌的接种成功。滤池经过接种后，两个滤池均采用低滤速(3～4m/h)运行，1#滤池采用弱反冲洗强度(反冲洗周期36-48h，反冲洗时间1-3min,反冲洗强度使滤料的膨胀率达到10％～20％)运行，2#滤池不必进行反冲，期间检测滤池出水铁锰浓度，直至滤层出水铁浓度小于0.3mg/L，锰浓度小于0.1mg/L。此后，2#滤池逐渐提高滤速至12m/h，提高滤速时出水合格并且稳定后再进行，每次提升幅度在0.5～1m/h，滤柱堵塞时进行反冲，1#滤池滤速随2#滤池滤速提高至正常滤速(12～13.5m/h)，增大反冲洗强度(反冲洗周期24h-36h,反冲洗时间3-5min,反冲洗强度使滤料的膨胀率达到10％～20％)。滤层出水铁浓度小于0.3mg/L，锰浓度小于0.1mg/L且稳定运行，表明滤层培养成功，实现低温高铁高锰地下水及溶解氧量需求大的复杂含铁锰地下水的净化。
实施例1：
1)对于最低水温6℃，总Fe浓度14～16mg/L，Fe2+浓度12mg/L，Mn2+浓度2mg/L地下水,无烟煤滤层的厚度为130cm,粒径为1.0-2.0mm。进水为水厂跌水曝气之后的水，依次通过1#滤池，2#滤池。打开1#滤池出水阀，关闭2#滤池出水阀，使2#滤池滤池浸没水后关闭1#滤池出水阀，对2#滤池的滤层接种实验室培养的高浓度铁锰氧化细菌悬液(细菌数量≥108个/ml)，将铁锰氧化菌菌液和含铁含锰地下水按1:1000的体积比混合均匀后倒入2#滤池使之通入滤层，48h后放空2#滤池，重复3-4次，2#滤层所放出水铁锰浓度有下降的趋势，说明完成铁锰氧化菌的接种成功。接种成功后，1#滤池按以下参数运行，3-4m/h的滤速，反冲洗周期36-48h,反冲洗时间1-3min，反冲洗强度使滤料的膨胀率达到10％～20％，2#滤池以2～3m/h滤速运行，不必进行反冲，期间检测2#滤池出水铁、锰浓度，直至滤层出水铁浓度小于0.3mg/L，锰浓度小于0.1mg/L说明滤层已经培养成功。对2#滤池的滤速逐级提高，提高幅度在0.5-1m/h，1#滤池滤速随着2#滤池滤速的提高而提高，保持2#滤层出水铁浓度在0.3mg/L以下，出水锰浓度保持在0.1mg/L以下。最后1#滤池可达到13.5m/h的滤速,反冲洗周期为24h,反冲洗时间5min,反冲洗强度使滤料的膨胀率达到10％～20％，2#滤池生物滤层滤速达到12m/h，滤池堵塞时进行反冲。滤层出水铁浓度小于0.3mg/L，出水锰浓度小于0.1mg/L且稳定，表明滤层培养成功，实现低温高铁高锰地下水净化。
Claims (1)
1.一种高铁高锰地下水的生物净化工艺，其特征在于包括以下步骤：
1)两个下向流滤池1#滤池和2#滤池，1#滤池设石英砂或者锰砂或者无烟煤层，2#滤池设石英砂或者锰砂或者无烟煤层，其中，所述的石英砂层或者锰砂层或者无烟煤层的厚度为100～130cm；所述的石英砂或锰砂或无烟煤的粒径为0.6～2.0mm；进水经过曝气后，依次经过1#滤池，2#滤池，即2#滤池进水为1#滤池出水，当需氧量大于水中最大饱和溶解氧量时，在1#滤池和2#滤池前分别进行曝气为净化水提供充足溶解氧量；
2)接种铁锰氧化菌：打开1#滤池出水阀，关闭2#滤池出水阀，使2#滤池滤池浸没水后关闭1#滤池出水阀，对2#滤池的滤层接种实验室培养的高浓度铁锰氧化细菌悬液，高浓度铁锰氧化细菌悬液中细菌数量≥108个/ml，将铁锰氧化菌菌液和含铁含锰地下水以1：1000的体积比混合均匀后倒入2#滤池使之通入滤层，48h后放空2#滤池，重复3-4次；2#滤层所放出水铁锰浓度有下降的趋势，说明铁锰氧化菌的接种成功；
3)高铁高锰地下水净化：滤池经过接种后，1#滤池按以下参数运行，3～4m/h的滤速，反冲洗周期36-48h,反冲洗时间1-3min，反冲洗强度使滤料的膨胀率达到10％，2#滤池以2～3m/h滤速运行，不必进行反冲，期间检测2#滤池出水铁、锰浓度，直至滤层出水铁浓度小于0.3mg/L，且锰浓度小于0.1mg/L说明滤层已经培养成功；此后，2#滤池逐级提高滤速至12m/h滤速，提高滤速时出水合格并且稳定后再进行，每次提升幅度在0.5～1m/h，原则上滤池堵塞时进行反冲，1#滤池滤速随着2#滤池滤速的提高而提高至12～13.5m/h，反冲洗周期相应调整至24h,反冲洗时间5min,反冲洗强度使滤料的膨胀率达到10％～20％。
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