第一篇：錫林浩特市東水廠水處理除鐵除錳工藝試驗2

錫林浩特市東水廠

水處理工藝生物法除鐵除錳試驗二

張磊

摘要：通過查閱近些年來地下水除鐵除錳的相關文獻，以生物法除鐵除錳技術理論為基礎，結合《除鐵除錳生物濾層最優(yōu)化厚度的探求》和《無煙煤濾料在生物除鐵除錳水廠中的應用》兩篇文章為參考依據(jù)。根據(jù)《室外給水設計規(guī)范》 GB50013-2006（2006）中第9.6.4節(jié)規(guī)定，“當原水含鐵量低于6mg/l、含錳量低于1.5mg/l時，可采用：原水曝氣——單級過濾”處理工藝。為保證工程設計可靠性、經(jīng)濟性，并為實際運行提供合理的運行參數(shù)。對錫市準備新建的東水廠供水工程，水源為地下水，水質為低鐵高錳，采用無煙煤濾料進行水處理試驗。經(jīng)過試驗，濾池鐵錳去除率高達99%以上，出水水質優(yōu)于國家標準。

關鍵詞：地下水、生物除鐵除錳、曝氣量、濾速、錳砂、無煙煤

隨著生物除鐵除錳技術在實際生產(chǎn)中優(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。鐵錳氧化細菌是該技術的核心 ,而作為載體的濾料的性能則至關重要。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.但其機械強度低，比重大，價格高。石英砂濾料雖吸附強度不及錳砂 ,但機械強度高 ,比重和價格適中，被廣泛地應用在 1

生物除鐵除錳水廠。無煙煤的孔隙率高，比重小，價格低廉，從物理性質上分析完全可以作為鐵錳氧化細菌的載體，其較高的孔隙率，可以提高濾層內的生物量，比重小可以節(jié)省反沖洗的耗水量和耗電量。錫市東水廠所采用的源水為深井地下水，其中鐵含量為0.123mg/L,錳含量為 0.998mg/L。源水中錳含量超出生活飲用水標準，其他各項指標均滿足飲用水要求，所以需要對該地下水進行除錳處理。

1、試驗裝置及方法

試驗裝置采用有機玻璃濾柱模擬實際生產(chǎn)中的濾池。濾柱直徑為

DN=150mm, 濾柱長度由下至上分別由 500mm、1000mm、1000mm、1000mm四節(jié)濾柱法蘭連接組成。以粒徑分別為32~16、16~8|、8~4、4~2mm 的卵石組成厚度為400mm的墊層，以粒徑為d=0.6~2mm 的錳砂濾料，厚度80mm和粒徑為d=1.4~3mm 的無煙煤，厚度800mm組成總厚度為880mm的雙層濾料。跌水曝氣采用一根PVC管加90度彎頭，出水口垂直于濾柱液面，高度為825mm。原水由彎頭處跌落到濾柱液面，經(jīng)曝氣后水中的溶解氧能達到4~5mg/L，以滿足生物濾池運行要求。在濾柱液面處有一根旁通管用來旁路多余的原水，并同時用來做為反沖洗的排水管。因為濾柱進水液面始終恒定不變，故濾后出水口采用水龍頭進行流量控制。試驗最初濾速控制為 5m/h。

2、試驗運行過程

生物法除鐵錳濾柱的成熟需要經(jīng)過一段時間使細菌固定在濾料上．總的說來濾柱的成熟可以分為4個時期：0～15 d為適應期，這一階段濾層幾乎無明顯除錳效果；15--30 d為第一活性增長期，此時隨著微生物的不斷繁殖，濾層的除錳率不斷提高；30-50 d為第二活性增長期，此時微生物數(shù)量相對穩(wěn)定，出水錳逐漸達到標準；50 d后到達穩(wěn)定期，此時濾層完全成熟并且運行穩(wěn)定。

試驗運行之前，對新裝濾柱進行了反沖洗，反沖洗強度根據(jù)濾料膨脹高度，從10L/(m2·s)最終調到18 L/(m2·s)，膨脹高度為500mm。試驗從2012年5月17日開始，濾速控制為 5m/h。在試驗開始后的幾天里化驗錳含量，與原水相比，有20%~40%的去除率。但在原水含錳量比較低的情況下，濾后水錳含量反而比原水錳含量高很多。第一個周期運行了20天，反沖洗無煙煤濾柱，歷時5分鐘，強度18L/(m2·s)。反沖洗時觀察，濾層反沖洗水并不臟，說明源水水質很好。

第二個周期中，原水含錳量沒有因為停井，停電等原因造成原水中錳含量出現(xiàn)大幅度變化。因為在第一個周期中，觀察反沖洗水并不臟，所以決定延長運行周期，該周期運行了33天。在前9天，錳的去除率在30%～38%之間。在之后的9天，微生物進入活性增長期，錳的去除率有了迅速的提高。到了第19天，經(jīng)化驗除錳率已經(jīng)高達97%，出水含錳量在0.01mg/L,遠低于國家標準的0.1mg/L。之后又運行了14天，除錳都在98%左右。在第33天，反沖洗濾柱，反沖洗水有明顯的發(fā)黑，有些臟。在反沖洗的過程中，沖洗強度在18～20 L/(m2·s)之間，沖洗歷時10分鐘。

第三個周期中，運行工況與第二個周期一樣，但除錳效果從反沖后的第2天就開始惡化，之后的幾天除錳效果沒有改善。通過比對第二個周期

和第三個周期，1、原水水質中含錳量沒有發(fā)生大的變化。

2、運行濾速均為5m/h。

3、跌水高度保持825mm不變。在這些條件未發(fā)生變化時，只有在反沖洗的時候，提高了反沖洗強度和反沖時間。所以判斷，在微生物膜還沒有完全在濾料表面穩(wěn)定形成的時期，過高的反沖洗強度，會破壞微生物膜，使之從濾料表面菌膜脫落。

第四個周期中，吸取了之前的經(jīng)驗教訓，降低了無煙煤反沖洗強度, 濾料膨脹高度控制在100mm左右 歷時5分鐘，強度10L/(m2·s)。培養(yǎng)期濾速的大小直接影響濾層的成熟狀況，這主要是由于鐵錳細菌對環(huán)境的要求所致．鐵錳細菌與載體接觸后，并不能立刻牢固地附著在其表面，若此時的濾速較大，相應的水流剪切力也較大，會將剛剛附著在濾料表面的細菌沖刷下來．所以在鐵錳細菌與載體表面接觸后需要一個相對穩(wěn)定的環(huán)境，保證他們能在載體表面有一定的停留時間，以使鐵、錳氧化細菌在載體表面牢固附著。為以后的生長、繁殖創(chuàng)造條件．隨著濾層中微生物數(shù)量的不斷增加，濾砂表面附著與固定的微生物量也不斷增加，此時便可以逐漸提高濾速，因此，采取低濾速有利于生物濾層的快速成熟．根據(jù)以上理論，將運行濾速由5米降到2米。但除錳效果并沒有取得良好的效果，反而出現(xiàn)了濾后水含錳量高于原水含錳量的情況。結合第二個運行周期所取得的成效分析，鐵錳細菌生長、繁殖與溶氧量、濾速等因素有關，同于微生物的生長還需要一個特定的水質環(huán)境，為微生物的成長創(chuàng)造一些必須的營養(yǎng)元素，如碳、氮、磷等。降低了運行濾速，延長了原水在載體表面的停留時間，從而改變了生物膜生長環(huán)境。通過試驗，低濾速顯然影響到了生物膜的生長環(huán)境。第四個運行周期運行21天，反沖洗 歷時5分鐘，強度

10L/(m2·s)。

第五個周期中，將濾速直接提升至7m/h，進行嘗試性運行，運行后第三天采水樣化驗，除錳率高達98%。之后幾天的化驗結果也很理想。運行一個星期后，將濾速調高到8m/h。該周期運行了17天，反沖洗 歷時5分鐘，強度10L/(m2·s)。

第六個周期從2012年9月4日開始，在肯定了濾料處于穩(wěn)定期后，對工況進行了調整，運行濾速8m/h的情況下，連續(xù)化驗了四天濾后水除錳率都在99%，將濾速由8m/h提升到10m/h，化驗出水除錳效果依然很理想。又運行一個星期后，將濾速調高到8m/h。第四個周期運行了18天后結束。在第五個周期中，直接將濾速提升到12m/h，除錳始終保持在0.01mg/L，遠遠優(yōu)于國家標準。順利完成了生物法除鐵除錳試驗，為實際工程提供充足試驗數(shù)據(jù)。

3、試驗總結

在試驗過程中，應該遵循生物膜成熟所經(jīng)歷的幾個過程，在試驗初期采用低濾速、弱反沖洗的運行規(guī)則，才能取得良好的試驗效果。經(jīng)過六個周期的運行，生物膜基本上已經(jīng)很穩(wěn)定，之后將運行周期減短為7天進行反沖洗，反沖洗強度有所增加，由10L/(m2·s)提高到了18L/(m2·s)，歷時5分鐘。經(jīng)化驗濾后水質依然很好。

參考文獻

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[3]李圭白，劉超.地下水除鐵除錳(第2版).北京：中國建筑工業(yè)出版社，1989.[4]李冬、張杰、王洪濤等，除鐵除錳生物濾層最優(yōu)化厚度的探求.中國給水排水，2007.7

[5]張杰、李冬等.無煙煤濾料在生物除鐵除錳水廠中的應用.沈陽建筑大學學報，2007.9

第二篇：2017.5.5地表水除鐵除錳總結

地表水除鐵、除錳

我國城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)有百分之七十以上以地表水為水源，而其中以湖泊和水庫為水源的又達百分之四十以上。

一、地表水中鐵、錳的來源

（1）含鐵含錳地下水的補給，將鐵、錳帶入地表水中。（2）含鐵含錳的工業(yè)廢水排入地表水中。

（3）雨雪沖刷將地面的含鐵、錳化合物帶入地表水中。（4）湖、庫水中有機物分解在底部形成厭氧環(huán)境，高價的鐵、錳化合物被還原為二價鐵和二價錳而溶于水中；當水溫變化、風浪作用，上游洪水注入湖、庫等原因，使底部含鐵含錳水向湖庫中上層擴散，致湖庫水中鐵、錳濃度升高。

二、地表水中鐵、錳的存在形態(tài)

（1）除了含有溶解態(tài)的二價鐵和二價錳以外，還含有以懸浮物和絡合物形態(tài)存在的非溶解態(tài)的鐵、錳化合物。

（2）地表水中雖常含有鐵、錳，但一般含量并不高，常不超過水質標準的限值。但有的地表水體，特別是湖、庫水會出現(xiàn)鐵、錳濃度超標的現(xiàn)象，并常具有季節(jié)性超標的特點。

三、地表水除鐵、錳的方法

一般為去除水中的二價鐵和二價錳常采用氧化的方法，即先將溶解態(tài)的二價鐵和二價錳氧化成非溶解態(tài)的高價鐵、錳化合物，再用混凝等固液分離方法將其由水中除去，從而達到除鐵除錳的目的。常用的氧化劑有氯、臭氧、二氧化氯、高錳酸鉀（及其復合劑）等。（1）氯氧化法除鐵、錳

在天然水 pH條件下,氯氧化二價錳的速度甚慢，只有將水的 pH提高到9.5以上，氧化速度才足夠地快。當有催化劑存在時，氯氧化二價錳的速度可大大加快，從而可在天然水 pH條件下除錳，但這對于地表水廠是難以實現(xiàn)的（2）臭氧氧化法除鐵、錳

當水的pH 不低于6.5時，臭氧與錳的反應時間很短，只需數(shù)十秒。但臭氧氧化除鐵除錳只在水廠有臭氧制備投加設備時才能用。當臭氧投加量超過理論值時，會出現(xiàn)二價錳被氧化成七價錳，從而使水產(chǎn)生紅色。所以臭氧投加量需嚴格控制。

（3）二氧化氯氧化除鐵、錳

二氧化氯反應能生成對人體有毒害作用的亞氯酸鹽，按照國標水中亞氯酸鹽的濃度限值為0.8mg/L，按轉化率70%計算，二氧化氯的投加量不宜超過1.0mg/L，能氧化去除約0.3mg/L的二價錳，所以二氧化氯只能于二價錳濃度很低時使用。

（4）高錳酸鉀氧化法除鐵、錳

高錳酸鉀是比氧和氯都更強烈的氧化劑，能迅速地將二價鐵氧化為三價鐵。高錳酸鉀可以在中性和微酸性條件下迅速將水中二價錳氧化為四價錳。

當水的 pH在6.5以上時，高錳酸鉀氧化水中二價錳的反應很快，一般可在數(shù)分鐘內完成，并且 pH越高，除錳效果也越好。當然水溫對氧化反應速度也是有影響的，水溫越高氧化反應速度越快。氧化生成的二氧化錳對混凝還有促進作用，能減少混凝劑的用量。

高錳酸鉀在國外主要用于水的除鐵、除錳、除臭、除味等凈水工藝，迄今尚未發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀氧化會出現(xiàn)對人體有毒害的氧化副產(chǎn)物，所以高錳酸鉀是一種比氯、二氧化氯、臭氧等更安全的氧化劑。

四、投加高錳酸鉀建議

（1）前投，即投加在源水源頭，經(jīng)預氧化供到水廠，再經(jīng)加礬混凝沉淀工藝，將鐵、錳去除。投加距離遠、反應時間長比較好。

（2）嚴格控制投加量，不可多投，若高錳酸鉀投加量超過需要量，處理后的水會顯粉紅色?？捎萌庋劭礊V前水的顏色，水微微有點紅，則濾后水錳含量就沒問題。

（3）高錳酸鉀不可與次氯酸鈉同時投加，會產(chǎn)生氯氣析出。（4）特殊情況下投加順序為：先加高錳酸鉀，后加礬，再加活性炭處理水。

另外，若管網(wǎng)水鐵、錳含量超標，需定期排污沖洗管網(wǎng)。在濾池底部放置吸附劑，可去除一部分溶解態(tài)錳，可降低錳含量。

第三篇：除鐵錳凈水系統(tǒng)在地下水處理中的應用

除鐵錳凈水系統(tǒng)在地下水處理中的應用井水、地下水是指埋藏在地面以下，存在于巖石和土壤的孔隙中可以流動的水體。隨著工業(yè)進程的不斷加快，對環(huán)境的污染也日益嚴重，地下水也不可避免的遭到污染。所以為了保證生產(chǎn)生活用水安全，除鐵錳凈水設備已成為凈水處理重要裝置之一。

從污染程度上看，北方城市污染普遍較南方城市重，污染元素多且超標率高，特別是華北地區(qū)，污染最為突出。從污染元素看，“三氮”污染在全國均較突出，普遍遭受污染;礦化度和總硬度污染主要分布在東北、華北、西北和西南地區(qū);鐵和錳污染主要分布在南方地區(qū)井水、地下水處理工藝方法

井水、地下水處理主要是為了去除鐵錳、氨氮、泥沙、水垢等有害物質，使經(jīng)過處理后的水質達到國家飲用水標準。目前井水、地下水處理主要是除鐵、錳，因為在我國，地下水中鐵錳含量偏高相當普遍，除鐵錳主要采用曝氣加過濾，過濾用的過濾介質通常用石英沙、錳沙，后面再經(jīng)過活性炭及精密過濾器進行過濾，經(jīng)處理后，水質基本上能達到國家飲用水標準。而氨氮則大多采用超濾或反滲透過濾工藝，泥沙及水垢可采用多介質過濾及離子交換軟化裝置進行過濾。