無煙煤濾料在生物除鐵除錳水廠的應(yīng)用效果

無煙煤濾料在生物除鐵除錳水廠的應(yīng)用效果

   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)越來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.錳砂濾料吸附容貧大，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.無煙煤濾料已被廣泛地應(yīng)用在生物除鐵除錳水廠.無煙煤的孔隙率高.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)菌的毅體.其較高的孔隙半，可以提高德層內(nèi)的生物量，比重小可以節(jié)省反沖洗的耗水最和耗電量.特別是對(duì)于大型的鐵錳含最較高的水廠，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)水示200,000 m3/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a(chǎn)水中鐵含份極高，錳含蛋適中(總鐵14一18 mg/L,錳0.5一1.0 mg/L).鑒于無煙煤濾料的特點(diǎn)，該水廠生物除鐵除錳濾池采用了無煙煤濾料.筆者詳細(xì)介紹了鞏義市嵩鑫濾材廠無煙煤撼池的調(diào)試與運(yùn)行研究.
1水廠概述
1二水廠規(guī)模與水源水質(zhì)
    水廠規(guī)模20萬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10.6mx6m.此地下水富含鐵、錳.其總鐵含量為14一18 mg/L:錳含量為0.5一一1.0mg/L.屬于罕見的高鐵高錳地下水.
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煙煤濾料，為幾種常見濾料與無煙煤的比較.從表中可見無煙煤其質(zhì)輕、表面粗糙、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng).更適宜做生物濾池泥料.其理由是:1、粗粒，孔旅率大的浪層可使錳氧化菌徽生物群系和Fc2`,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「2-3].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)越來越好，不存在水質(zhì)周期[q粗粒無煙煤濾料.孔隙率大.避免了表面層的過快堵塞.延緩了全層阻力的增大，也就延長(zhǎng)了反沖洗周期;③無煙煤質(zhì)輕、比重小.可以減少?zèng)_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)便大大縮短了工期。減輕了施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度〔‘’.無煙煤濾層的這些特點(diǎn)無論對(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)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一個(gè)厚水層到達(dá)濾料附近第二階段就是通過濾料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，在調(diào)試初始階段就必須注意以下兩個(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l’ed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2 m/h，反沖洗周期60 h,反沖洗強(qiáng)度12 L/(n'i " 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 .1 nrg/L后穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)日再緩慢提高濾速，繼續(xù)運(yùn)行.圖1是水廠1","2"濾池成熟過程中進(jìn)、出水鐵質(zhì)量濃度變化曲線，是水廠7" - 8"濾池成熟過程中進(jìn)、出水鐵濃度變化曲線。mg/L并運(yùn)行穩(wěn)定.
    是1' ,"2'濾池成熟過程中進(jìn)、出水錳質(zhì)量濃度變化曲線，是水廠11' -12'濾池成熟過程中進(jìn)、出水錳質(zhì)量濃度變化曲線(濾速均為2-3 m聲).1','6'濾池在接種后180 d(2006年6月27日)實(shí)現(xiàn)了出水中錳的質(zhì)量濃度(。.1 mg/L，并運(yùn)行穩(wěn)定，7' -12'濾池也在接種后165 d(2006年7月6日)實(shí)現(xiàn)了出水中錳的質(zhì)量濃度< 0 .1 rrg/L，并運(yùn)行穩(wěn)定.(濾速均為2^+3 Mb).從圖1,2可見，盡管原水鐵含量平均高達(dá)14 mg瓜(最大為18 mg瓜),1"^-'6 "濾池在接種后49 d(2006年2月15日)就實(shí)現(xiàn)了出水中鐵的質(zhì)量濃度<0.13川g瓜，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)家飲用水水質(zhì)要求((0 .3 n搖 /L)而且此后運(yùn)行穩(wěn)定.7" -12"濾池在接種后26 d(2006年2月16日)也實(shí)現(xiàn)了出水中鐵的質(zhì)量濃度<0.15，并運(yùn)行穩(wěn)定。
無煙煤濾料的物理吸附作用，濾層具有一定的除錳效果，隨著吸附容量的耗盡，濾層的除錳效果惡化.之后，隨著濾料表面生物量的提高，出水漸漸達(dá)標(biāo).
  11' . 12*濾池成熟過程中進(jìn)、出水錳質(zhì)量濃度變化   1,~   12,濾池成熟期最短者1'為4個(gè)月.最長(zhǎng)者為9N濾池近6個(gè)月.其他濾池在4^-5個(gè)月之lad.成熟期的差別源于濾層結(jié)構(gòu)、反沖洗系統(tǒng)、以及進(jìn)水配水系統(tǒng)的微細(xì)差別，而造成的各濾池生物繁殖的局部環(huán)境的異同〔，:哈爾ig蘭西生物除鐵除錳水廠水質(zhì)與該水廠相近(鐵:10-14III,八一，錳:。.65-1 .1 11留i)，采用石英砂濾料，濾池成熟期約為9個(gè)月A]與此相比，采用無煙煤濾料應(yīng)用高鐵高錳地下水的處理可以明顯縮短成熟期，實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng).
    是1"池培養(yǎng)過程中不同濾諫條件下進(jìn)、出水u質(zhì)堂濃度登化。從圖甲叼見1tt濾他在濾速2-- 3 tn/h的工況下接種110 d后就已經(jīng)成熟(12月28日至4月15日)，出水錳質(zhì)量的質(zhì)量濃度< 0 .1 flu/[一至7月10日已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行三個(gè)多月，出水錳質(zhì)量濃度都維持在。.05 nt/I一左右.7月18日I各濾速提高到6川/Ii ,?月23日又提高到8 m/h.出水錳質(zhì)量濃度幾乎沒有什么變化.說明無煙煤濾層的除錳能力和抗沖擊負(fù)荷的能力很強(qiáng).
3結(jié)論
    (1)粗粒徑深層無煙煤濾層，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).
    (2)質(zhì)輕的無煙煤濾料，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.
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