地下水是水资源不可缺少的重要组成部分,近年来,随着经济的高速发展,地表水污染日益严重,地下水资源更受到人们的格外关注。地下水中往往含有过高的铁和锰,严重影响了人们对于地下水的使用,必须找到经济有效的办法来去除水中的铁、锰,以便使地下水更好地为人类服务。
在确立了生物固锰、除锰技术之后,近年来对其机理有了更深入的了解:Fe2+的去除机制是自催化氧化反应,生成的含水氧化铁是铁离子氧化的催化剂;Mn2+的氧化是在以生物固锰为核心的生物群系的作用下进行的,在pH中性条件下只有生物滤层中的微生物数量达到一定程度才能很好地被去除。然而地下水中的Fe2+、Mn2+几乎是同时存在的,那么在生物滤层中的Fe2+、Mn2+氧化去除是否可以同时进行呢?通过一级曝气、一级过滤的除铁、除锰装置试验和生产性试验,探求了在生物滤层中同时去除铁、锰的规律,完善了生物固锰、除锰的理论。
1小型试验
1?1试验装置
试验装置(见图1)的滤柱材质为有机玻璃,柱高为3000mm,直径为100mm,采用锰砂滤料,垫层厚为300mm,滤层厚为1200mm,滤料粒径为0.6~1.2mm。
1?2分析项目和检测方法
主要分析项目和检测方法见表1。
表1分析项目和检测方法
分析项目
检测方法
Fe2+
邻菲罗啉分光光度法
总铁
邻菲罗啉分光光度法
Mn2+
甲醛肟分光光度法
DO
溶解氧测定仪
pH
Ph计
Ca2+
EDTA滴定法
Mg2+
EDTA络合滴定法
SiO2
硅钼黄光度法
浊度
浊度仪
水温
温度计
氨氮
纳氏试剂光度法
1.3 接种培养
锰砂滤柱经过生物接种和40d以上的培养,逐渐达到了生物除铁、除锰滤层的成熟阶段,系统进入稳定运行期并对铁、锰已经有了较高的去除率。稳定运行期中滤层的生物数量和活性都保持了相对的稳定性,并且具备了一定的缓冲能力。
1?4原水水质
原水采自长春市双阳区含铁、锰深井水,该区不同地点的地下水中铁、锰含量有较大的变化。水中铁的平均含量为7mg/L,锰的平均含量为0.8mg/L,具体数据见表2。
表2 原水水质表
项目
检测值
水温(℃)
9.00
pH
6.97
色度(倍)
<0.8
浊度(NTU)
40.00
钙(mg/L)
40.5
镁(mg/L)
7.82
铁(mg/L)
7.0
锰(mg/L)
0.8
HCO3-(mg/L)
139.61
DO(mg/L)
0.9
NH4-N(mg/L)
0.4
NO2-N(mg/L)
未检出
NO3-N(mg/L)
未检出
阴离子合成洗涤剂(mg/L)
<0.1
硫酸盐(mg/L)
41.6
Cl-(mg/L)
<1.0
溶解性总固体(mg/L)
110
挥发酚(mg/L)
<0.002
总硬度(mg/L)
76.1