無煙煤濾料在生物除鐵除錳水廠的應用效果

無煙煤濾料在生物除鐵除錳水廠的應用效果

   隨著生物除鐵除錳技術優(yōu)越性的凸現，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.錳砂濾料吸附容貧大，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.無煙煤濾料已被廣泛地應用在生物除鐵除錳水廠.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毅體.其較高的孔隙半，可以提高德層內的生物量，比重小可以節(jié)省反沖洗的耗水最和耗電量.特別是對于大型的鐵錳含最較高的水廠，價格低廉更是突出的優(yōu)勢.2004年佳木斯江北水廠進行設計.日產水示200,000 m3/d，是目前我國乃至世界最大的生物除鐵除錳水廠.其水廠水a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，該水廠生物除鐵除錳濾池采用了無煙煤濾料.筆者詳細介紹了鞏義市嵩鑫濾材廠無煙煤撼池的調試與運行研究.
1水廠概述
1二水廠規(guī)模與水源水質
    水廠規(guī)模20萬M3/d,濾池分建于兩座凈化間.每座凈化間設濾池12個，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設計特色
    鑒于該水廠的特殊水質.在設計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輕、表面粗糙、化學穩(wěn)定性強.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、除錳濾層的特點是隨著運行時間的延續(xù).水質越來越好，不存在水質周期[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，也就延長了反沖洗周期;③無煙煤質輕、比重小.可以減少沖洗強度』④管理簡單方便，在施工中濾料篩分、裝填均較其他濾料簡便大大縮短了工期。減輕了施工人員的勞動強度〔‘’.無煙煤濾層的這些特點無論對濾層生物培養(yǎng)期還是濾池的長期穩(wěn)定運行都是難得的有利條件.
2濾池的接種、培養(yǎng)與運行
2.1微生物接種
    2005年12月28日和2006年1月21日先后將經培養(yǎng)和擴增的鐵錳氧化細菌濃縮液接種于1' -6’和7’~12"濾池內.
2.2濾池的運行
    微生物在濾料上附著必須經歷兩個階段，第一階段就是微生物通過一個厚水層到達濾料附近第二階段就是通過濾料表面的一層水化膜到達濾料表面.為了讓微生物盡早地在濾料上固定下來，在調試初始階段就必須注意以下兩個環(huán)節(jié):
(1)低濾速;(2)弱反沖洗強度。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〔，，.在這兩個前提下，筆者把每個濾池濾速控制在2 m/h，反沖洗周期60 h,反沖洗強度12 L/(n'i " s).每日取進、出水進行水質分析.當濾后水中錳的質量濃度達到飲水標準0 .1 nrg/L后穩(wěn)定運行數日再緩慢提高濾速，繼續(xù)運行.圖1是水廠1","2"濾池成熟過程中進、出水鐵質量濃度變化曲線，是水廠7" - 8"濾池成熟過程中進、出水鐵濃度變化曲線。mg/L并運行穩(wěn)定.
    是1' ,"2'濾池成熟過程中進、出水錳質量濃度變化曲線，是水廠11' -12'濾池成熟過程中進、出水錳質量濃度變化曲線(濾速均為2-3 m聲).1','6'濾池在接種后180 d(2006年6月27日)實現了出水中錳的質量濃度(。.1 mg/L，并運行穩(wěn)定，7' -12'濾池也在接種后165 d(2006年7月6日)實現了出水中錳的質量濃度< 0 .1 rrg/L，并運行穩(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)就實現了出水中鐵的質量濃度<0.13川g瓜，遠遠優(yōu)于國家飲用水水質要求((0 .3 n搖 /L)而且此后運行穩(wěn)定.7" -12"濾池在接種后26 d(2006年2月16日)也實現了出水中鐵的質量濃度<0.15，并運行穩(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，出水漸漸達標.
  11' . 12*濾池成熟過程中進、出水錳質量濃度變化   1,~   12,濾池成熟期最短者1'為4個月.最長者為9N濾池近6個月.其他濾池在4^-5個月之lad.成熟期的差別源于濾層結構、反沖洗系統(tǒng)、以及進水配水系統(tǒng)的微細差別，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個月A]與此相比，采用無煙煤濾料應用高鐵高錳地下水的處理可以明顯縮短成熟期，實現快速啟動.
    是1"池培養(yǎng)過程中不同濾諫條件下進、出水u質堂濃度登化。從圖甲叼見1tt濾他在濾速2-- 3 tn/h的工況下接種110 d后就已經成熟(12月28日至4月15日)，出水錳質量的質量濃度< 0 .1 flu/[一至7月10日已經穩(wěn)定運行三個多月，出水錳質量濃度都維持在。.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荷的能力很強.
3結論
    (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，實現了高鐵高錳地下水的快速啟動.
    (2)質輕的無煙煤濾料，減少了反沖洗強度，延長了反沖洗周期，實現了生物除鐵除錳水廠的經濟運行.
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