濾料在生物除鐵除錳水廠中的應(yīng)用

隨著生物除鐵除錳技術(shù)優(yōu)越性的凸現(xiàn)，在含鐵含錳地區(qū)越多的新建水廠采用了生物除鐵除錳技術(shù)。鐵錳氧化細(xì)菌是該技術(shù)的核心，而作為載體的濾料的性能則至關(guān)重要。錳砂濾料吸附容量大，曾是傳統(tǒng)除鐵除錳濾池的首選濾料,但其機(jī)械強(qiáng)度低,比重大,價(jià)格高,石英砂濾料雖吸附強(qiáng)度不及錳砂,但機(jī)械強(qiáng)度高,比重和價(jià)格適中,已被廣泛地應(yīng)用在生物除鐵除錳水廠,無(wú)煙煤的孔隙率高,比重小,價(jià)格低廉,從物理性質(zhì)上分析完全可以作為鐵錳氧化細(xì)菌的載體,其較高的孔隙率,可以提高濾層內(nèi)的生物量,比重小可以節(jié)省反沖洗的耗水量和耗電量,特別是對(duì)于大型的鐵錳含量較高的水廠,價(jià)格低廉更是突出的優(yōu)勢(shì).2004年佳木斯江北水廠進(jìn)行設(shè)計(jì),日產(chǎn)水量200000m3/d,是目前我國(guó)乃至世界最大的生物除鐵除錳水廠,其水廠水源水中鐵含量極高,錳含量適中(總鐵14~18mg/L,錳0.5~1.0 mg/L).鑒于無(wú)煙煤濾料的特點(diǎn),該水廠生物除鐵除錳濾料池采用了無(wú)煙煤濾料,筆者詳細(xì)介紹了佳木斯江北生物除鐵除錳水廠無(wú)煙煤濾料池的調(diào)試與運(yùn)行研究.

1 水廠概述

1.1水廠規(guī)模與水源水質(zhì)

水廠規(guī)模20萬(wàn)m3/d,濾池分建于兩座凈化間,每座凈化間設(shè)濾池12個(gè),雙排布置,單池平面尺寸為10.6m X 6m.此地下水富含鐵、錳,其總鐵含量為14~18mg/L;錳含量為0.5~1.0 mg/L,屬于罕見(jiàn)的高鐵高錳地下水.

1.2設(shè)計(jì)特色

鑒于該水廠的特殊水質(zhì),在設(shè)計(jì)中采用了粗粒徑深層無(wú)煙煤濾料,幾種常見(jiàn)濾料與無(wú)煙煤的比較,從表中可見(jiàn)無(wú)煙煤其質(zhì)輕、表面粗糙、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng),更適宜做生物濾池濾料.其理由是:①粗粒、孔隙率大的濾層可使錳氧化菌微生物群系和Fe2+ Mn2+離子隨原水深入到濾層更深處,發(fā)揮全濾層的除錳能力和“含污”能力;②生物除鐵、除錳濾層的特點(diǎn)是隨著運(yùn)行時(shí)間的延續(xù),水質(zhì)越來(lái)越好,不存在水質(zhì)周期,粗粒無(wú)煙煤濾料,孔隙率大,避免了表面層的過(guò)快堵塞,延緩了全層阻力的增大,也就延長(zhǎng)了反沖洗周期;③無(wú)煙煤質(zhì)輕、比重小,可以減少反沖洗強(qiáng)度;④管理簡(jiǎn)單方便,在施工中濾料篩分、裝填均較其他濾料簡(jiǎn)便，打打縮短了工期，減輕了施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。無(wú)煙煤濾層的這些特點(diǎn)，無(wú)論對(duì)濾層生物培養(yǎng)期還是濾池的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行都是難得的有利條件。

2濾池的接種、培養(yǎng)與運(yùn)行

2.1微生物接種

2005年12月28日和2006年1月21日先后將經(jīng)過(guò)培養(yǎng)和擴(kuò)增的鐵錳氧化細(xì)菌濃縮液接種于1#-6#和7#-12#濾池內(nèi)。

2.2濾池的運(yùn)行

微生物在濾料上附著必須經(jīng)歷兩個(gè)階段，第一階段就是微生物通過(guò)一個(gè)厚水層到達(dá)濾料附近；第二階段就是通過(guò)表面的一層水化膜到達(dá)濾料表面。為了讓微生物盡早地在濾料上固定下來(lái)，在調(diào)試初始階段就必須注意一下兩個(gè)環(huán)節(jié)：（1）低濾速；（2）弱反沖洗強(qiáng)度。低濾速是為了避免微生物隨著水流穿透濾池而流失，弱反沖洗為了降低水力剪切力和濾料之間的摩擦以減少濾料表面還未固定的微生物的損失。在這兩個(gè)前提下，筆者把每個(gè)濾池濾速控制在2m/h，反沖洗周期60h，反沖洗強(qiáng)度12L/(m2.s)。每日取進(jìn)、出水進(jìn)行水質(zhì)分析。當(dāng)濾后水中錳的質(zhì)量濃度達(dá)到飲水標(biāo)準(zhǔn)0.1mg/L后穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)日再緩慢提高濾速，繼續(xù)運(yùn)行，盡管原水鐵含量平均高達(dá)14mg/L,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)家飲用水水質(zhì)要求（0.3g/L）而且此后運(yùn)行穩(wěn)定，7#-12#濾池在接種后26d也實(shí)現(xiàn)了出水中鐵的質(zhì)量濃度<0.15mg/L并運(yùn)行穩(wěn)定。

1#-2#濾池成熟過(guò)程中進(jìn)、出水錳質(zhì)量濃度變化，1#-6#濾池在接種后180d實(shí)現(xiàn)了出水中錳的質(zhì)量濃度<0.1mg/L,并運(yùn)行穩(wěn)定，7#-12#濾池也在接種后165d實(shí)現(xiàn)了出水中錳的質(zhì)量濃度<0.1mg/L,并運(yùn)行穩(wěn)定。

3結(jié)論

粗粒徑深層無(wú)煙煤濾層，明顯增加了濾層的微生物總量和除鐵除錳能力，實(shí)現(xiàn)了高鐵高錳地下水的快速啟動(dòng)。

質(zhì)輕的無(wú)煙煤濾料，減少了反沖洗強(qiáng)度，延長(zhǎng)了反沖洗周期，實(shí)現(xiàn)了生物除鐵除錳水廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

通過(guò)生產(chǎn)時(shí)間，進(jìn)行了無(wú)煙煤濾料在生物除鐵除錳水廠濾料的研究與應(yīng)用，以無(wú)煙煤濾料作為生物除鐵除錳濾池的濾料，在濾池接種后，通過(guò)對(duì)運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化調(diào)控，實(shí)現(xiàn)高鐵高錳地下水的除鐵除錳。與石英砂，錳砂等濾料相比，采用無(wú)煙煤濾料明顯加快了生物濾池的成熟，大大縮短了生物除鐵除錳濾池的成熟期，對(duì)于高鐵高錳地下水無(wú)煙煤濾料更適宜作為生物除鐵除錳濾池的濾料。

 


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