CN108423839A - 一种生物滤层除铁锰的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物滤层除铁锰的方法，包括以下步骤：选取粒径0.6～1.2cm的卵石放入直径为10cm，高为120cm的滤柱中作为垫层；选取粒径0.6～1.6mm的锰砂为滤料；在实验室对微生物扩大培养制得高浓度、高活性的菌液；将菌液循环接种到锰砂滤料表面，每天循环2次，停留时间为12h，循环7天，生物挂膜成功；将地下水以1m/h的慢滤速通入滤柱对挂膜进行培养，之后逐渐小幅提升滤速；在滤层生物接种挂膜培养30天后，测定出水的铁锰浓度皆为痕量并且稳定，说明此时滤层已经成熟。该方法，采用生物挂膜法、接菌量及培养参数，生物滤层成熟时间明显缩短，时效性得以提高，对滤层进行接种后，除铁锰效果得到明显加强。

Description

一种生物滤层除铁锰的方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种生物滤层除铁锰的方法。
背景技术
我国有丰富的地下水资源，其中有不少地下水源含有过量的铁和锰，这些地下水如直接作为饮用水会损害人体健康。随着人们生活水平的日益提高，饮水安全越来越受到重视，特别是水质中含有的铁离子和锰离子的浓度较高，如果直接作为生活饮水，由于铁锰超标对人体造成较大影响，诸如人体中铁过度对心脏的影响，锰超标时对中枢神经的影响等，国家规定饮用水中铁离子含量应≤0.3mg/L，锰离子含量应≤0.1mg/L。众所周知，铁和锰都是人体需要的元素，只要水中含量不超标，就不会于影响人们的身体健康。但水中铁含量>0.3mg/L时，水就会变浊，超过1mg/L时，水就会具有铁腥味，这会直接影响水的饮用质量。目前，地下水除铁除锰的工艺主要有曝气催化氧化过滤、吸附法等，但上述工艺处理效果并不稳定，成本较高，操作流程复杂，生产效率较低，铁锰去除不彻底，仍需进一步改进。例如，现有地下水除铁除锰技术一般采用接触氧化法，曝气到过滤的工艺流程，该技术存在的不足之处主要为：一方面，此技术工艺流程复杂，运行费用偏高；另一方面，锰难以氧化，在滤层中不能快速氧化为二氧化锰而附着在滤料上，除锰能力形成周期较长，而且由于经常反冲洗等外界因素的干扰，锰质活性滤膜有时很难形成，除锰效果呈现不稳定的状态。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的缺点，而提出的一种生物滤层除铁锰的方法。
一种生物滤层除铁锰的方法，包括以下步骤：
S1、选取直径为10cm，高为120cm的滤柱，备用；
S2、选取粒径0.6～1.2cm的卵石放入步骤S1所得的滤柱中作为垫层，垫层厚15cm；
S3、选取粒径0.6～1.6mm的锰砂为滤料，放入步骤S2所得的滤柱中作为滤层，滤层厚70cm；
S4、从成熟锰砂表面分离纯化获得微生物，在实验室对微生物扩大培养制得高浓度、高活性的菌液；
S5、将步骤S4所得的菌液按照液料比为V菌液：V滤料＝1:3(略大于滤料孔隙率)的接菌量，将菌液循环接种到步骤S3中的锰砂滤料表面，每天循环2次，停留时间为12h，循环7天，生物挂膜成功；
S6、将地下水以1m/h的慢滤速通入滤柱对挂膜进行培养，之后逐渐小幅提升滤速，生物滤层成熟前滤速最大不超过3m/h，反冲洗强度为10L/(m2·s)，时间2min，周期为5天；
S7、在滤层生物接种挂膜培养30天后，测定出水的铁锰浓度皆为痕量并且稳定，说明此时滤层已经成熟；
S8、生物滤层成熟后反冲洗强度为12L/(m2·s)，时间3min，周期为3～4天；
S9、选用Fe2+为0.5～8.0mg/L，Mn2+为0.5～3.0mg/L水样作为试验原水，曝气后进行过柱试验。
优选的，所述试验原水温度为10～14℃，pH值为6.50～6.80，DO曝气前后分别为0.8～1.0mg/L、6.5～7.4mg/L。
优选的，所述试验原水Fe2+为0.5mg/L。
优选的，所述试验原水Fe2+为1.5mg/L。
优选的，所述试验原水Fe2+为2.5mg/L。
优选的，所述曝气采用跌水曝气方式，跌水高度为40cm。
本发明提出的一种生物滤层除铁锰的方法的有益效果有：
1、对滤层进行接种后，除铁锰效果得到明显加强；
2、采用生物挂膜方法、接菌量及培养参数，生物滤层成熟时间明显缩短，时效性得以提高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种生物滤层除铁锰的方法，包括以下步骤：
S1、选取直径为10cm，高为120cm的滤柱，备用；
S2、选取粒径0.6～1.2cm的卵石放入步骤S1所得的滤柱中作为垫层，垫层厚15cm；
S3、选取粒径0.6～1.6mm的锰砂为滤料，放入步骤S2所得的滤柱中作为滤层，滤层厚70cm；
S4、从成熟锰砂表面分离纯化获得微生物，在实验室对微生物扩大培养制得高浓度、高活性的菌液；
S5、将步骤S4所得的菌液按照液料比为V菌液：V滤料＝1:3(略大于滤料孔隙率)的接菌量，将菌液循环接种到步骤S3中的锰砂滤料表面，每天循环2次，停留时间为12h，循环7天，生物挂膜成功；
S6、将地下水以1m/h的慢滤速通入滤柱对挂膜进行培养，之后逐渐小幅提升滤速，生物滤层成熟前滤速最大不超过3m/h，反冲洗强度为10L/(m2·s)，时间2min，周期为5天；
S7、在滤层生物接种挂膜培养30天后，测定出水的铁锰浓度皆为痕量并且稳定，说明此时滤层已经成熟；
S8、生物滤层成熟后反冲洗强度为12L/(m2·s)，时间3min，周期为3～4天；
S9、选用Fe2+为0.5mg/L，Mn2+为0.5～3.0mg/L，温度为10～14℃，pH值为6.50～6.80，DO曝气前后分别为0.8～1.0mg/L、6.5～7.4mg/L的水样作为试验原水，将试验原水进行跌水曝气，跌水高度为40cm，曝气后进行过柱试验。
实施例二
本发明提出的一种生物滤层除铁锰的方法，包括以下步骤：
S1、选取直径为10cm，高为120cm的滤柱，备用；
S2、选取粒径0.6～1.2cm的卵石放入步骤S1所得的滤柱中作为垫层，垫层厚15cm；
S3、选取粒径0.6～1.6mm的锰砂为滤料，放入步骤S2所得的滤柱中作为滤层，滤层厚70cm；
S4、从成熟锰砂表面分离纯化获得微生物，在实验室对微生物扩大培养制得高浓度、高活性的菌液；
S5、将步骤S4所得的菌液按照液料比为V菌液：V滤料＝1:3(略大于滤料孔隙率)的接菌量，将菌液循环接种到步骤S3中的锰砂滤料表面，每天循环2次，停留时间为12h，循环7天，生物挂膜成功；
S6、将地下水以1m/h的慢滤速通入滤柱对挂膜进行培养，之后逐渐小幅提升滤速，生物滤层成熟前滤速最大不超过3m/h，反冲洗强度为10L/(m2·s)，时间2min，周期为5天；
S7、在滤层生物接种挂膜培养30天后，测定出水的铁锰浓度皆为痕量并且稳定，说明此时滤层已经成熟；
S8、生物滤层成熟后反冲洗强度为12L/(m2·s)，时间3min，周期为3～4天；
S9、选用Fe2+为1.5mg/L，Mn2+为0.5～3.0mg/L，温度为10～14℃，pH值为6.50～6.80，DO曝气前后分别为0.8～1.0mg/L、6.5～7.4mg/L的水样作为试验原水，将试验原水进行跌水曝气，跌水高度为40cm，曝气后进行过柱试验。
实施例三
本发明提出的一种生物滤层除铁锰的方法，包括以下步骤：
S1、选取直径为10cm，高为120cm的滤柱，备用；
S2、选取粒径0.6～1.2cm的卵石放入步骤S1所得的滤柱中作为垫层，垫层厚15cm；
S3、选取粒径0.6～1.6mm的锰砂为滤料，放入步骤S2所得的滤柱中作为滤层，滤层厚70cm；
S4、从成熟锰砂表面分离纯化获得微生物，在实验室对微生物扩大培养制得高浓度、高活性的菌液；
S5、将步骤S4所得的菌液按照液料比为V菌液：V滤料＝1:3(略大于滤料孔隙率)的接菌量，将菌液循环接种到步骤S3中的锰砂滤料表面，每天循环2次，停留时间为12h，循环7天，生物挂膜成功；
S6、将地下水以1m/h的慢滤速通入滤柱对挂膜进行培养，之后逐渐小幅提升滤速，生物滤层成熟前滤速最大不超过3m/h，反冲洗强度为10L/(m2·s)，时间2min，周期为5天；
S7、在滤层生物接种挂膜培养30天后，测定出水的铁锰浓度皆为痕量并且稳定，说明此时滤层已经成熟；
S8、生物滤层成熟后反冲洗强度为12L/(m2·s)，时间3min，周期为3～4天；
S9、选用Fe2+为2.5mg/L，Mn2+为0.5～3.0mg/L，温度为10～14℃，pH值为6.50～6.80，DO曝气前后分别为0.8～1.0mg/L、6.5～7.4mg/L的水样作为试验原水，将试验原水进行跌水曝气，跌水高度为40cm，曝气后进行过柱试验。
本发明提出了一种生物滤层除铁锰的方法，操作简单，经过上述三个实施例的结果，证明了铁锰的氧化主要是在于生物催化氧化作用，采用上述生物挂膜方法、接菌量及培养参数，生物滤层成熟时间明显缩短，时效性得以提高，对滤层进行接种后，除铁锰效果得到明显加强，值得推广。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种生物滤层除铁锰的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、选取直径为10cm，高为120cm的滤柱，备用；
S2、选取粒径0.6～1.2cm的卵石放入步骤S1所得的滤柱中作为垫层，垫层厚15cm；
S3、选取粒径0.6～1.6mm的锰砂为滤料，放入步骤S2所得的滤柱中作为滤层，滤层厚70cm；
S4、从成熟锰砂表面分离纯化获得微生物，在实验室对微生物扩大培养制得高浓度、高活性的菌液；
S5、将步骤S4所得的菌液按照液料比为V菌液：V滤料＝1:3(略大于滤料孔隙率)的接菌量，将菌液循环接种到步骤S3中的锰砂滤料表面，每天循环2次，停留时间为12h，循环7天，生物挂膜成功；
S6、将地下水以1m/h的慢滤速通入滤柱对挂膜进行培养，之后逐渐小幅提升滤速，生物滤层成熟前滤速最大不超过3m/h，反冲洗强度为10L/(m2·s)，时间2min，周期为5天；
S7、在滤层生物接种挂膜培养30天后，测定出水的铁锰浓度皆为痕量并且稳定，说明此时滤层已经成熟；
S8、生物滤层成熟后反冲洗强度为12L/(m2·s)，时间3min，周期为3～4天；
S9、选用Fe2+为0.5～8.0mg/L，Mn2+为0.5～3.0mg/L水样作为试验原水，曝气后进行过柱试验。
2.根据权利要求1所述的一种生物滤层除铁锰的方法，其特征在于，所述试验原水温度为10～14℃，pH值为6.50～6.80，DO曝气前后分别为0.8～1.0mg/L、6.5～7.4mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种生物滤层除铁锰的方法，其特征在于，所述试验原水Fe2+为0.5mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种生物滤层除铁锰的方法，其特征在于，所述试验原水Fe2+为1.5mg/L。
5.根据权利要求1所述的一种生物滤层除铁锰的方法，其特征在于，所述试验原水Fe2+为2.5mg/L。
6.根据权利要求1所述的一种生物滤层除铁锰的方法，其特征在于，所述曝气采用跌水曝气方式，跌水高度为40cm。
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