无烟煤滤料在生物除铁除锰水厂的应用效果

无烟煤滤料在生物除铁除锰水厂的应用效果

   随着生物除铁除锰技术优越性的凸现，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.锰砂滤料吸附容贫大，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.无烟煤滤料已被广泛地应用在生物除铁除锰水厂.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毅体.其较高的孔隙半，可以提高德层内的生物量，比重小可以节省反冲洗的耗水最和耗电量.特别是对于大型的铁锰含最较高的水厂，价格低廉更是突出的优势.2004年佳木斯江北水厂进行设计.日产水示200,000 m3/d，是目前我国乃至世界最大的生物除铁除锰水厂.其水厂水a水中铁含份极高，锰含蛋适中(总铁14一18 mg/L,锰0.5一1.0 mg/L).鉴于无烟煤滤料的特点，该水厂生物除铁除锰滤池采用了无烟煤滤料.笔者详细介绍了巩义市嵩鑫滤材厂无烟煤撼池的调试与运行研究.
1水厂概述
1二水厂规模与水源水质
    水厂规模20万M3/d,滤池分建于两座净化间.每座净化间设滤池12个，双排布置，单池平面尺寸为10.6mx6m.此地下水富含铁、锰.其总铁含量为14一18 mg/L:锰含量为0.5一一1.0mg/L.属于罕见的高铁高锰地下水.
1.2设计特色
    鉴于该水厂的特殊水质.在设计中采用了粗粒径深层无烟煤滤料，为几种常见滤料与无烟煤的比较.从表中可见无烟煤其质轻、表面粗糙、化学稳定性强.更适宜做生物滤池泥料.其理由是:1、粗粒，孔旅率大的浪层可使锰氧化菌徽生物群系和Fc2`,Mn2.离子随原水深入到滤层更深处.发挥全滤层的除锰能力和“含污.能力「2-3].②生物除铁、除锰滤层的特点是随着运行时间的延续.水质越来越好，不存在水质周期[q粗粒无烟煤滤料.孔隙率大.避免了表面层的过快堵塞.延缓了全层阻力的增大，也就延长了反冲洗周期;③无烟煤质轻、比重小.可以减少冲洗强度』④管理简单方便，在施工中滤料筛分、装填均较其他滤料简便大大缩短了工期。减轻了施工人员的劳动强度〔‘’.无烟煤滤层的这些特点无论对滤层生物培养期还是滤池的长期稳定运行都是难得的有利条件.
2滤池的接种、培养与运行
2.1微生物接种
    2005年12月28日和2006年1月21日先后将经培养和扩增的铁锰氧化细菌浓缩液接种于1' -6’和7’~12"滤池内.
2.2滤池的运行
    微生物在滤料上附着必须经历两个阶段，第一阶段就是微生物通过一个厚水层到达滤料附近第二阶段就是通过滤料表面的一层水化膜到达滤料表面.为了让微生物尽早地在滤料上固定下来，在调试初始阶段就必须注意以下两个环节:
(1)低滤速;(2)弱反冲洗强度。低滤速是为了避免微生物随着水流穿透滤池而流失，弱反冲洗为了降低水力剪切力和滤料之l’ed的摩擦以减少滤料表面还未固定的微生物的损失〔，，.在这两个前提下，笔者把每个滤池滤速控制在2 m/h，反冲洗周期60 h,反冲洗强度12 L/(n'i " s).每日取进、出水进行水质分析.当滤后水中锰的质量浓度达到饮水标准0 .1 nrg/L后稳定运行数日再缓慢提高滤速，继续运行.图1是水厂1","2"滤池成熟过程中进、出水铁质量浓度变化曲线，是水厂7" - 8"滤池成熟过程中进、出水铁浓度变化曲线。mg/L并运行稳定.
    是1' ,"2'滤池成熟过程中进、出水锰质量浓度变化曲线，是水厂11' -12'滤池成熟过程中进、出水锰质量浓度变化曲线(滤速均为2-3 m声).1','6'滤池在接种后180 d(2006年6月27日)实现了出水中锰的质量浓度(。.1 mg/L，并运行稳定，7' -12'滤池也在接种后165 d(2006年7月6日)实现了出水中锰的质量浓度< 0 .1 rrg/L，并运行稳定.(滤速均为2^+3 Mb).从图1,2可见，尽管原水铁含量平均高达14 mg瓜(最大为18 mg瓜),1"^-'6 "滤池在接种后49 d(2006年2月15日)就实现了出水中铁的质量浓度<0.13川g瓜，远远优于国家饮用水水质要求((0 .3 n摇 /L)而且此后运行稳定.7" -12"滤池在接种后26 d(2006年2月16日)也实现了出水中铁的质量浓度<0.15，并运行稳定。
无烟煤滤料的物理吸附作用，滤层具有一定的除锰效果，随着吸附容量的耗尽，滤层的除锰效果恶化.之后，随着滤料表面生物量的提高，出水渐渐达标.
  11' . 12*滤池成熟过程中进、出水锰质量浓度变化   1,~   12,滤池成熟期最短者1'为4个月.最长者为9N滤池近6个月.其他滤池在4^-5个月之lad.成熟期的差别源于滤层结构、反冲洗系统、以及进水配水系统的微细差别，而造成的各滤池生物繁殖的局部环境的异同〔，:哈尔ig兰西生物除铁除锰水厂水质与该水厂相近(铁:10-14III,八一，锰:。.65-1 .1 11留i)，采用石英砂滤料，滤池成熟期约为9个月A]与此相比，采用无烟煤滤料应用高铁高锰地下水的处理可以明显缩短成熟期，实现快速启动.
    是1"池培养过程中不同滤谏条件下进、出水u质堂浓度登化。从图甲叼见1tt滤他在滤速2-- 3 tn/h的工况下接种110 d后就已经成熟(12月28日至4月15日)，出水锰质量的质量浓度< 0 .1 flu/[一至7月10日已经稳定运行三个多月，出水锰质量浓度都维持在。.05 nt/I一左右.7月18日I各滤速提高到6川/Ii ,?月23日又提高到8 m/h.出水锰质量浓度几乎没有什么变化.说明无烟煤滤层的除锰能力和抗冲击负荷的能力很强.
3结论
    (1)粗粒径深层无烟煤滤层，明显增加了滤层的微生物总量和除铁除锰能力，实现了高铁高锰地下水的快速启动.
    (2)质轻的无烟煤滤料，减少了反冲洗强度，延长了反冲洗周期，实现了生物除铁除锰水厂的经济运行.
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