锡林浩特市东水厂水处理除铁除锰工艺试验2

第一篇：锡林浩特市东水厂水处理除铁除锰工艺试验2

锡林浩特市东水厂

水处理工艺生物法除铁除锰试验二

张磊

摘要：通过查阅近些年来地下水除铁除锰的相关文献，以生物法除铁除锰技术理论为基础，结合《除铁除锰生物滤层最优化厚度的探求》和《无烟煤滤料在生物除铁除锰水厂中的应用》两篇文章为参考依据。根据《室外给水设计规范》 GB50013-2006（2006）中第9.6.4节规定，“当原水含铁量低于6mg/l、含锰量低于1.5mg/l时，可采用：原水曝气——单级过滤”处理工艺。为保证工程设计可靠性、经济性，并为实际运行提供合理的运行参数。对锡市准备新建的东水厂供水工程，水源为地下水，水质为低铁高锰，采用无烟煤滤料进行水处理试验。经过试验，滤池铁锰去除率高达99%以上，出水水质优于国家标准。

关键词：地下水、生物除铁除锰、曝气量、滤速、锰砂、无烟煤

随着生物除铁除锰技术在实际生产中优越性的凸现，在含铁含锰地区越来越多的新建水厂采用了生物除铁除锰技术。铁锰氧化细菌是该技术的核心 ,而作为载体的滤料的性能则至关重要。锰砂滤料吸附容量大，曾是传统除铁除锰滤池的首选滤料.但其机械强度低，比重大，价格高。石英砂滤料虽吸附强度不及锰砂 ,但机械强度高 ,比重和价格适中，被广泛地应用在 1

生物除铁除锰水厂。无烟煤的孔隙率高，比重小，价格低廉，从物理性质上分析完全可以作为铁锰氧化细菌的载体，其较高的孔隙率，可以提高滤层内的生物量，比重小可以节省反冲洗的耗水量和耗电量。锡市东水厂所采用的源水为深井地下水，其中铁含量为0.123mg/L,锰含量为 0.998mg/L。源水中锰含量超出生活饮用水标准，其他各项指标均满足饮用水要求，所以需要对该地下水进行除锰处理。

1、试验装置及方法

试验装置采用有机玻璃滤柱模拟实际生产中的滤池。滤柱直径为

DN=150mm, 滤柱长度由下至上分别由 500mm、1000mm、1000mm、1000mm四节滤柱法兰连接组成。以粒径分别为32~16、16~8|、8~4、4~2mm 的卵石组成厚度为400mm的垫层，以粒径为d=0.6~2mm 的锰砂滤料，厚度80mm和粒径为d=1.4~3mm 的无烟煤，厚度800mm组成总厚度为880mm的双层滤料。跌水曝气采用一根PVC管加90度弯头，出水口垂直于滤柱液面，高度为825mm。原水由弯头处跌落到滤柱液面，经曝气后水中的溶解氧能达到4~5mg/L，以满足生物滤池运行要求。在滤柱液面处有一根旁通管用来旁路多余的原水，并同时用来做为反冲洗的排水管。因为滤柱进水液面始终恒定不变，故滤后出水口采用水龙头进行流量控制。试验最初滤速控制为 5m/h。

2、试验运行过程

生物法除铁锰滤柱的成熟需要经过一段时间使细菌固定在滤料上．总的说来滤柱的成熟可以分为4个时期：0～15 d为适应期，这一阶段滤层几乎无明显除锰效果；15--30 d为第一活性增长期，此时随着微生物的不断繁殖，滤层的除锰率不断提高；30-50 d为第二活性增长期，此时微生物数量相对稳定，出水锰逐渐达到标准；50 d后到达稳定期，此时滤层完全成熟并且运行稳定。

试验运行之前，对新装滤柱进行了反冲洗，反冲洗强度根据滤料膨胀高度，从10L/(m2·s)最终调到18 L/(m2·s)，膨胀高度为500mm。试验从2012年5月17日开始，滤速控制为 5m/h。在试验开始后的几天里化验锰含量，与原水相比，有20%~40%的去除率。但在原水含锰量比较低的情况下，滤后水锰含量反而比原水锰含量高很多。第一个周期运行了20天，反冲洗无烟煤滤柱，历时5分钟，强度18L/(m2·s)。反冲洗时观察，滤层反冲洗水并不脏，说明源水水质很好。

第二个周期中，原水含锰量没有因为停井，停电等原因造成原水中锰含量出现大幅度变化。因为在第一个周期中，观察反冲洗水并不脏，所以决定延长运行周期，该周期运行了33天。在前9天，锰的去除率在30%～38%之间。在之后的9天，微生物进入活性增长期，锰的去除率有了迅速的提高。到了第19天，经化验除锰率已经高达97%，出水含锰量在0.01mg/L,远低于国家标准的0.1mg/L。之后又运行了14天，除锰都在98%左右。在第33天，反冲洗滤柱，反冲洗水有明显的发黑，有些脏。在反冲洗的过程中，冲洗强度在18～20 L/(m2·s)之间，冲洗历时10分钟。

第三个周期中，运行工况与第二个周期一样，但除锰效果从反冲后的第2天就开始恶化，之后的几天除锰效果没有改善。通过比对第二个周期

和第三个周期，1、原水水质中含锰量没有发生大的变化。

2、运行滤速均为5m/h。

3、跌水高度保持825mm不变。在这些条件未发生变化时，只有在反冲洗的时候，提高了反冲洗强度和反冲时间。所以判断，在微生物膜还没有完全在滤料表面稳定形成的时期，过高的反冲洗强度，会破坏微生物膜，使之从滤料表面菌膜脱落。

第四个周期中，吸取了之前的经验教训，降低了无烟煤反冲洗强度, 滤料膨胀高度控制在100mm左右 历时5分钟，强度10L/(m2·s)。培养期滤速的大小直接影响滤层的成熟状况，这主要是由于铁锰细菌对环境的要求所致．铁锰细菌与载体接触后，并不能立刻牢固地附着在其表面，若此时的滤速较大，相应的水流剪切力也较大，会将刚刚附着在滤料表面的细菌冲刷下来．所以在铁锰细菌与载体表面接触后需要一个相对稳定的环境，保证他们能在载体表面有一定的停留时间，以使铁、锰氧化细菌在载体表面牢固附着。为以后的生长、繁殖创造条件．随着滤层中微生物数量的不断增加，滤砂表面附着与固定的微生物量也不断增加，此时便可以逐渐提高滤速，因此，采取低滤速有利于生物滤层的快速成熟．根据以上理论，将运行滤速由5米降到2米。但除锰效果并没有取得良好的效果，反而出现了滤后水含锰量高于原水含锰量的情况。结合第二个运行周期所取得的成效分析，铁锰细菌生长、繁殖与溶氧量、滤速等因素有关，同于微生物的生长还需要一个特定的水质环境，为微生物的成长创造一些必须的营养元素，如碳、氮、磷等。降低了运行滤速，延长了原水在载体表面的停留时间，从而改变了生物膜生长环境。通过试验，低滤速显然影响到了生物膜的生长环境。第四个运行周期运行21天，反冲洗 历时5分钟，强度

10L/(m2·s)。

第五个周期中，将滤速直接提升至7m/h，进行尝试性运行，运行后第三天采水样化验，除锰率高达98%。之后几天的化验结果也很理想。运行一个星期后，将滤速调高到8m/h。该周期运行了17天，反冲洗 历时5分钟，强度10L/(m2·s)。

第六个周期从2012年9月4日开始，在肯定了滤料处于稳定期后，对工况进行了调整，运行滤速8m/h的情况下，连续化验了四天滤后水除锰率都在99%，将滤速由8m/h提升到10m/h，化验出水除锰效果依然很理想。又运行一个星期后，将滤速调高到8m/h。第四个周期运行了18天后结束。在第五个周期中，直接将滤速提升到12m/h，除锰始终保持在0.01mg/L，远远优于国家标准。顺利完成了生物法除铁除锰试验，为实际工程提供充足试验数据。

3、试验总结

在试验过程中，应该遵循生物膜成熟所经历的几个过程，在试验初期采用低滤速、弱反冲洗的运行规则，才能取得良好的试验效果。经过六个周期的运行，生物膜基本上已经很稳定，之后将运行周期减短为7天进行反冲洗，反冲洗强度有所增加，由10L/(m2·s)提高到了18L/(m2·s)，历时5分钟。经化验滤后水质依然很好。

参考文献

[1] 张杰,李冬,杨宏,等.生物固锰除锰机理与工程技术.北京:中国建筑工业

出版社,2005.[2] 张杰,戴镇生.地下水除铁除锰现代观.给水排水, 1996,22(10): 13～16

[3]李圭白，刘超.地下水除铁除锰(第2版).北京：中国建筑工业出版社，1989.[4]李冬、张杰、王洪涛等，除铁除锰生物滤层最优化厚度的探求.中国给水排水，2007.7

[5]张杰、李冬等.无烟煤滤料在生物除铁除锰水厂中的应用.沈阳建筑大学学报，2007.9

第二篇：2017.5.5地表水除铁除锰总结

地表水除铁、除锰

我国城镇和工业企业有百分之七十以上以地表水为水源，而其中以湖泊和水库为水源的又达百分之四十以上。

一、地表水中铁、锰的来源

（1）含铁含锰地下水的补给，将铁、锰带入地表水中。（2）含铁含锰的工业废水排入地表水中。

（3）雨雪冲刷将地面的含铁、锰化合物带入地表水中。（4）湖、库水中有机物分解在底部形成厌氧环境，高价的铁、锰化合物被还原为二价铁和二价锰而溶于水中；当水温变化、风浪作用，上游洪水注入湖、库等原因，使底部含铁含锰水向湖库中上层扩散，致湖库水中铁、锰浓度升高。

二、地表水中铁、锰的存在形态

（1）除了含有溶解态的二价铁和二价锰以外，还含有以悬浮物和络合物形态存在的非溶解态的铁、锰化合物。

（2）地表水中虽常含有铁、锰，但一般含量并不高，常不超过水质标准的限值。但有的地表水体，特别是湖、库水会出现铁、锰浓度超标的现象，并常具有季节性超标的特点。

三、地表水除铁、锰的方法

一般为去除水中的二价铁和二价锰常采用氧化的方法，即先将溶解态的二价铁和二价锰氧化成非溶解态的高价铁、锰化合物，再用混凝等固液分离方法将其由水中除去，从而达到除铁除锰的目的。常用的氧化剂有氯、臭氧、二氧化氯、高锰酸钾（及其复合剂）等。（1）氯氧化法除铁、锰

在天然水 pH条件下,氯氧化二价锰的速度甚慢，只有将水的 pH提高到9.5以上，氧化速度才足够地快。当有催化剂存在时，氯氧化二价锰的速度可大大加快，从而可在天然水 pH条件下除锰，但这对于地表水厂是难以实现的（2）臭氧氧化法除铁、锰

当水的pH 不低于6.5时，臭氧与锰的反应时间很短，只需数十秒。但臭氧氧化除铁除锰只在水厂有臭氧制备投加设备时才能用。当臭氧投加量超过理论值时，会出现二价锰被氧化成七价锰，从而使水产生红色。所以臭氧投加量需严格控制。

（3）二氧化氯氧化除铁、锰

二氧化氯反应能生成对人体有毒害作用的亚氯酸盐，按照国标水中亚氯酸盐的浓度限值为0.8mg/L，按转化率70%计算，二氧化氯的投加量不宜超过1.0mg/L，能氧化去除约0.3mg/L的二价锰，所以二氧化氯只能于二价锰浓度很低时使用。

（4）高锰酸钾氧化法除铁、锰

高锰酸钾是比氧和氯都更强烈的氧化剂，能迅速地将二价铁氧化为三价铁。高锰酸钾可以在中性和微酸性条件下迅速将水中二价锰氧化为四价锰。

当水的 pH在6.5以上时，高锰酸钾氧化水中二价锰的反应很快，一般可在数分钟内完成，并且 pH越高，除锰效果也越好。当然水温对氧化反应速度也是有影响的，水温越高氧化反应速度越快。氧化生成的二氧化锰对混凝还有促进作用，能减少混凝剂的用量。

高锰酸钾在国外主要用于水的除铁、除锰、除臭、除味等净水工艺，迄今尚未发现高锰酸钾氧化会出现对人体有毒害的氧化副产物，所以高锰酸钾是一种比氯、二氧化氯、臭氧等更安全的氧化剂。

四、投加高锰酸钾建议

（1）前投，即投加在源水源头，经预氧化供到水厂，再经加矾混凝沉淀工艺，将铁、锰去除。投加距离远、反应时间长比较好。

（2）严格控制投加量，不可多投，若高锰酸钾投加量超过需要量，处理后的水会显粉红色。可用肉眼看滤前水的颜色，水微微有点红，则滤后水锰含量就没问题。

（3）高锰酸钾不可与次氯酸钠同时投加，会产生氯气析出。（4）特殊情况下投加顺序为：先加高锰酸钾，后加矾，再加活性炭处理水。

另外，若管网水铁、锰含量超标，需定期排污冲洗管网。在滤池底部放置吸附剂，可去除一部分溶解态锰，可降低锰含量。

第三篇：除铁锰净水系统在地下水处理中的应用

除铁锰净水系统在地下水处理中的应用井水、地下水是指埋藏在地面以下，存在于岩石和土壤的孔隙中可以流动的水体。随着工业进程的不断加快，对环境的污染也日益严重，地下水也不可避免的遭到污染。所以为了保证生产生活用水安全，除铁锰净水设备已成为净水处理重要装置之一。

从污染程度上看，北方城市污染普遍较南方城市重，污染元素多且超标率高，特别是华北地区，污染最为突出。从污染元素看，“三氮”污染在全国均较突出，普遍遭受污染;矿化度和总硬度污染主要分布在东北、华北、西北和西南地区;铁和锰污染主要分布在南方地区井水、地下水处理工艺方法

井水、地下水处理主要是为了去除铁锰、氨氮、泥沙、水垢等有害物质，使经过处理后的水质达到国家饮用水标准。目前井水、地下水处理主要是除铁、锰，因为在我国，地下水中铁锰含量偏高相当普遍，除铁锰主要采用曝气加过滤，过滤用的过滤介质通常用石英沙、锰沙，后面再经过活性炭及精密过滤器进行过滤，经处理后，水质基本上能达到国家饮用水标准。而氨氮则大多采用超滤或反渗透过滤工艺，泥沙及水垢可采用多介质过滤及离子交换软化装置进行过滤。