一種高鐵高錳地下水的生物凈化工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于給水凈化領(lǐng)域。具體涉及一種高鐵高錳地下水的生物凈化工藝。
【背景技術(shù)】
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[0002]目前，對(duì)于常溫下鐵錳含量適中的地下水(鐵<5mg/L，錳<lmg/L)，采用生物除鐵除錳工程技術(shù)，選用單層濾料就可以實(shí)現(xiàn)鐵錳的同層深度去除；對(duì)于高鐵高錳地下水(鐵>10mg/L，錳>2mg/L)，一級(jí)過濾雙層濾料生物除鐵除錳工藝，在高濃度進(jìn)水鐵的情況下可使反沖時(shí)濾料不混層，避免了二價(jià)鐵離子與氧化后錳的接觸，在一定程度上解決了高鐵高錳地下水的處理問題。但是，仍然存在很多不穩(wěn)定因素致使工藝運(yùn)行出現(xiàn)問題，首先，高鐵水質(zhì)會(huì)積累大量的鐵泥，需要進(jìn)行頻繁的反沖，造成生物量流失，對(duì)于一級(jí)過濾生物除鐵除錳工藝來說，不利于生物濾層的培養(yǎng)與運(yùn)行，影響錳的去除，特別對(duì)于低溫地下水，鐵錳氧化細(xì)菌不易生長，生物活性普遍降低，頻繁反沖更不能為其提供穩(wěn)定的生長環(huán)境，生物濾層無法得到培養(yǎng)，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)錳的去除；其次，對(duì)于一些復(fù)雜水質(zhì)的處理可能需要大量的溶解氧，如含有氨氮的高鐵高錳地下水普遍存在，已有研宄表明由于氨氮的存在會(huì)消耗大量的溶解氧，若以鐵、錳、氨氮含量分別為lmg/L計(jì)，則其耗氧量分別為0.14mg/L、0.29mg/L、4.57mg/L，氨氮的耗氧量分別是鐵、猛耗氧量的34倍、16倍，而在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水中最大的飽和溶解氧值是0°C時(shí)的14.64mg/L，常規(guī)生物除鐵除錳工藝的一次曝氣無法滿足高氨氮含量時(shí)其凈化水對(duì)溶解氧量的需求。鑒于以上問題，本發(fā)明提出兩級(jí)過濾生物除鐵除錳工藝，該工藝異于傳統(tǒng)兩級(jí)流程接觸氧化除鐵除錳工藝，實(shí)現(xiàn)了一級(jí)過濾利用接觸氧化作用除鐵，二級(jí)過濾利用生物氧化作用除錳，兩級(jí)各搭配不同的反沖參數(shù)，在二級(jí)濾池可提供穩(wěn)定的微生物生長環(huán)境，并可以在一級(jí)濾池和二級(jí)濾池前分別進(jìn)行曝氣，為復(fù)雜水質(zhì)的凈化提供充足的溶解氧量，不僅可以同時(shí)解決高鐵高錳水質(zhì)下亞鐵與氧化錳的接觸、頻繁反沖導(dǎo)致生物量流失、彌補(bǔ)低溫水質(zhì)生物活性降低的不足、含氨氮等復(fù)雜含鐵錳水質(zhì)溶解氧量供給不足等的問題。另外，與傳統(tǒng)兩級(jí)流程接觸氧化除鐵除錳工藝8m/h的濾速，且除錳效果不穩(wěn)定的問題相比，兩級(jí)過濾生物除鐵除錳工藝一級(jí)接觸氧化濾池可達(dá)到12m-13m.5m/h的濾速，二級(jí)生物濾池可達(dá)到12m/h的濾速，可在高濾速下保證出水合格，是生物除鐵除錳工藝的又一大突破。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的目的在于為低溫高鐵高錳地下水及溶解氧量需求大的復(fù)雜含鐵錳地下水質(zhì)提供了一種高效生物凈化工藝。其特征在于，包括以下步驟:
[0004]I)兩個(gè)下向流濾池1#濾池和2#濾池，1#濾池設(shè)石英砂或者錳砂或者無煙煤層，2#濾池設(shè)石英砂或者錳砂或者無煙煤層，其中，所述的石英砂層或者錳砂層或者無煙煤層的厚度為100?130cm ;所述的石英砂或猛砂或無煙煤的粒徑為0.6?2.0mm0進(jìn)水經(jīng)過曝氣后，依次經(jīng)過1#濾池，2#濾池，即2#濾池進(jìn)水為1#濾池出水，當(dāng)需氧量大于水中最大飽和溶解氧量的時(shí)候，(例如所述的濾池對(duì)于處理高鐵(鐵>10mg/L)、高錳(錳>2mg/L)且氨氮含量大于2.8mg/L的水質(zhì)時(shí))在1#濾池和2#濾池前分別進(jìn)行曝氣為凈化水提供充足溶解氧量；
[0005]2)接種鐵錳氧化菌:打開1#濾池出水閥，關(guān)閉2#濾池出水閥，使2#濾池濾池浸沒水后關(guān)閉1#濾池出水閥，對(duì)2#濾池的濾層接種實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的高濃度鐵錳氧化細(xì)菌懸液(細(xì)菌數(shù)量多18個(gè)/ml)，將鐵錳氧化菌菌液和含鐵含錳地下水以1:1000的體積比混合均勻后倒入2#濾池使之通入濾層，48h后放空2#濾池，重復(fù)3-4次.’2#濾層所放出水鐵猛濃度有下降的趨勢，說明鐵錳氧化菌的接種成功。
[0006]3)高鐵高錳地下水凈化:濾池經(jīng)過接種后，1#濾池按以下參數(shù)運(yùn)行，3?4m/h的濾速，反沖洗周期36-48h,反沖洗時(shí)間l_3min，反沖洗強(qiáng)度使濾料的膨脹率達(dá)到10%?20%, 2#濾池以2?3m/h濾速運(yùn)行，不必進(jìn)行反沖，期間檢測2#濾池出水鐵、錳濃度，直至濾層出水鐵濃度小于0.3mg/L，且猛濃度小于0.lmg/L說明濾層已經(jīng)培養(yǎng)成功。此后，2#濾池逐級(jí)提高濾速至12m/h濾速，提高濾速時(shí)出水合格并且穩(wěn)定后再進(jìn)行，每次提升幅度在0.5?lm/h，原則上濾池堵塞時(shí)進(jìn)彳丁反沖，1#濾池濾速隨著2#濾池濾速的提尚而提尚至12?13.5m/h，反沖洗周期相應(yīng)調(diào)整至24h，反沖洗時(shí)間5min，反沖洗強(qiáng)度使濾料的膨脹率達(dá)到10%?20%。
[0007]本發(fā)明為低溫高鐵高錳地下水及溶解氧量需求大的復(fù)雜含鐵錳地下水質(zhì)提供了一種高效生物凈化工藝。
【具體實(shí)施方式】
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[0008]在兩個(gè)普通的下向流濾池，1#濾池底部的承托層之上鋪設(shè)石英砂層(或者錳砂層或者無煙煤層)，2#濾池底部的承托層之上鋪設(shè)石英砂層(或者錳砂層或者無煙煤層)其中，所述的石英砂層(或者錳砂層或者無煙煤層)的厚度為100?130cm;所述的石英砂或錳砂或者無煙煤的粒徑為0.6?2.0mm ;進(jìn)水經(jīng)過曝氣后，依次通過1#濾池、2#濾池，所述的濾池對(duì)于處理高鐵(鐵>10mg/L)、高猛(猛>2mg/L)且氨氮含量大于2.8mg/L的水質(zhì)時(shí)，即需氧量大于水中最大飽和溶解氧量時(shí)，在1#濾池和2#濾池前分別進(jìn)行曝氣為凈化水提供充足溶解氧量，打開1#濾池出水閥，關(guān)閉2#濾池出水閥，使2#濾池濾池浸沒水后關(guān)閉1#濾池出水閥，對(duì)2#濾池的濾層接種實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的高濃度鐵錳氧化細(xì)菌懸液(細(xì)菌數(shù)量彡18個(gè)/ml)，將鐵錳氧化菌菌液和含鐵含錳地下水按1:1000的體積比混合均勻后倒入2#濾池使之通入濾層，48h后放空2#濾池，重復(fù)3-4次。2#濾層所放出水鐵錳濃度有下降的趨勢，說明完成鐵錳氧化菌的接種成功。濾池經(jīng)過接種后，兩個(gè)濾池均采用低濾速(3?4m/h)運(yùn)行，1#濾池采用弱反沖洗強(qiáng)度(反沖洗周期36-48h，反沖洗時(shí)間l_3min，反沖洗強(qiáng)度使濾料的膨脹率達(dá)到10%?20% )運(yùn)行，2#濾池不必進(jìn)行反沖，期間檢測濾池出水鐵猛濃度，直至濾層出水鐵濃度小于0.3mg/L，猛濃度小于0.lmg/L。此后，2#濾池逐漸提高濾速至12m/h，提尚濾速時(shí)出水合格并且穩(wěn)定后再進(jìn)彳丁，每次提升幅度在0.5?lm/h，濾柱堵塞時(shí)進(jìn)行反沖，1#濾池濾速隨2#濾池濾速提高至正常濾速(13.5?12m/h)，增大反沖洗強(qiáng)度(反沖洗周期24h-36h，反沖洗時(shí)間3-5min，反沖洗強(qiáng)度使濾料的膨脹率達(dá)到10%?20% ) ο濾層出水鐵濃度小于0.3mg/L，猛濃度小于0.lmg/L且穩(wěn)定運(yùn)行，表明濾層培養(yǎng)成功，實(shí)現(xiàn)低溫高鐵高錳地下水及溶解氧量需求大的復(fù)雜含鐵錳地下水的凈化。
[0009]實(shí)施例1:
[0010]I)對(duì)于最低水溫 6°C，總 Fe 濃度 14 ?16mg/L，F(xiàn)e2+濃度 12mg/L，Mn 2+濃度 2mg/L地下水，無煙煤濾層的厚度為130cm,粒徑為1.0-2.0mm。進(jìn)水為水廠跌水曝氣之后的水，依次通過1#濾池，2#濾池。打開1#濾池出水閥，關(guān)閉2#濾池出水閥，使2#濾池濾池浸沒水后關(guān)閉1#濾池出水閥，對(duì)2#濾池的濾層接種實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的高濃度鐵錳氧化細(xì)菌懸液(細(xì)菌數(shù)量多18個(gè)/ml)，將鐵錳氧化菌菌液和含鐵含錳地下水按1:1000的體積比混合均勻后倒入2#濾池使之通入濾層，48h后放空2#濾池，重復(fù)3-4次，2#濾層所放出水鐵猛濃度有下降的趨勢，說明完成鐵錳氧化菌的接種成功。接種成功后，1#濾池按以下參數(shù)運(yùn)行，3-4m/h的濾速，反沖洗周期36-48h,反沖洗時(shí)間l_3min，反沖洗強(qiáng)度使濾料的膨脹率達(dá)到10%?20%，2#濾池以2?3m/h濾速運(yùn)行，不必進(jìn)行反沖，期間檢測2#濾池出水鐵、錳濃度，直至濾層出水鐵濃度小于0.3mg/L，猛濃度小于0.lmg/L說明濾層已經(jīng)培養(yǎng)成功。對(duì)2#濾池的濾速逐級(jí)提尚，提尚幅度在0.5-lm/h, 1#濾池濾速隨著2#濾池濾速的提尚而提尚，保持2#濾層出水鐵濃度在0.3mg/L以下，出水錳濃度保持在0.lmg/L以下。最后1#濾池可達(dá)到13.5m/h的濾速，反沖洗周期為24h,反沖洗時(shí)間5min,反沖洗強(qiáng)度使濾料的膨脹率達(dá)到10%?20%，2#濾池生物濾層濾速達(dá)到12m/h，濾池堵塞時(shí)進(jìn)行反沖。濾層出水鐵濃度小于0.3mg/L，出水猛濃度小于0.lmg/L且穩(wěn)定，表明濾層培養(yǎng)成功，實(shí)現(xiàn)低溫高鐵高猛地下水凈化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高鐵高錳地下水的生物凈化工藝，其特征在于包括以下步驟: 1)兩個(gè)下向流濾池1#濾池和2#濾池，1#濾池設(shè)石英砂或者錳砂或者無煙煤層，2#濾池設(shè)石英砂或者錳砂或者無煙煤層，其中，所述的石英砂層或者錳砂層或者無煙煤層的厚度為100?130cm ;所述的石英砂或錳砂或無煙煤的粒徑為0.6?2.0mm ;進(jìn)水經(jīng)過曝氣后，依次經(jīng)過1#濾池，2#濾池，即2#濾池進(jìn)水為1#濾池出水，當(dāng)需氧量大于水中最大飽和溶解氧量時(shí)，在1#濾池和2#濾池前分別進(jìn)行曝氣為凈化水提供充足溶解氧量； 2)接種鐵錳氧化菌:打開1#濾池出水閥，關(guān)閉2#濾池出水閥，使2#濾池濾池浸沒水后關(guān)閉1#濾池出水閥，對(duì)2#濾池的濾層接種實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的高濃度鐵錳氧化細(xì)菌懸液，高濃度鐵錳氧化細(xì)菌懸液中細(xì)菌數(shù)量多18個(gè)/ml，將鐵錳氧化菌菌液和含鐵含錳地下水以1:1000的體積比混合均勻后倒入2#濾池使之通入濾層，48h后放空2#濾池，重復(fù)3_4次.’2#濾層所放出水鐵錳濃度有下降的趨勢，說明鐵錳氧化菌的接種成功； 3)高鐵高錳地下水凈化:濾池經(jīng)過接種后，1#濾池按以下參數(shù)運(yùn)行，3?4m/h的濾速，反沖洗周期36-48h,反沖洗時(shí)間l_3min，反沖洗強(qiáng)度使濾料的膨脹率達(dá)到10%，2#濾池以2?3m/h濾速運(yùn)行，不必進(jìn)行反沖，期間檢測2#濾池出水鐵、錳濃度，直至濾層出水鐵濃度小于0.3mg/L，且猛濃度小于0.lmg/L說明濾層已經(jīng)培養(yǎng)成功；此后，2#濾池逐級(jí)提高濾速至12m/h濾速，提高濾速時(shí)出水合格并且穩(wěn)定后再進(jìn)行，每次提升幅度在0.5?lm/h，原則上濾池堵塞時(shí)進(jìn)彳丁反沖，1#濾池濾速隨著2#濾池濾速的提尚而提尚至12?13.5m/h，反沖洗周期相應(yīng)調(diào)整至24h，反沖洗時(shí)間5min，反沖洗強(qiáng)度使濾料的膨脹率達(dá)到10%?20%。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高鐵高錳地下水的生物凈化工藝。其特征在于，生物凈化濾層分別位于兩個(gè)濾池當(dāng)中，進(jìn)水經(jīng)過曝氣后依次經(jīng)過1#濾池，2#濾池，即2#濾池進(jìn)水為1#濾池出水，其中，當(dāng)需氧量大于水中最大飽和溶解氧量時(shí)，在1#濾池和2#濾池前分別進(jìn)行曝氣為凈化水提供充足溶解氧量。對(duì)2#濾池接種實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的高濃度鐵錳氧化細(xì)菌懸液(細(xì)菌數(shù)量≥108個(gè)/ml)，濾池經(jīng)過接種后，逐漸提高1#濾池和2#濾池的濾速和反沖強(qiáng)度，最終，2#濾池可達(dá)到12m/h的濾速，濾池堵塞時(shí)進(jìn)行反沖，1#濾池濾速隨著2#濾池濾速的提高而提高至12～13.5m/h，反沖洗周期相應(yīng)調(diào)整至24h,反沖洗時(shí)間5min,反沖洗強(qiáng)度使濾料的膨脹率達(dá)到10％～20％。
【IPC分類】C02F9-14, C02F103-06
【公開號(hào)】CN104761099
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510114602
【發(fā)明人】李冬, 路健, 曾輝平, 張 杰
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月16日