錳砂濾料↔生物除鐵除錳的概述

錳砂濾料↔生物除鐵除錳的概述

1、生物除鐵除錳技術(shù)的發(fā)現(xiàn)
錳砂濾料↔生物除鐵除錳的概述；早在上世紀(jì)三十年代人們對(duì)能氧化二價(jià)鐵的細(xì)菌就有所發(fā)現(xiàn)，學(xué)者們甚至把能氧化鐵的一大類細(xì)菌統(tǒng)稱為鐵氧化細(xì)菌，并且在輸水管道銹蝕方面對(duì)于鐵氧化細(xì)菌有相當(dāng)深入的研究。但在水質(zhì)凈化工程上的應(yīng)用卻無(wú)人問(wèn)津。
1986年中國(guó)市政工程?hào)|北設(shè)計(jì)研究院在沈陽(yáng)李觀卜微污染含鐵含錳地下水凈化試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)濾層中有較多的微生物存在，出水鐵、錳合格，并且COD和NH3-N有較高的去除率，提出地下水中鐵、錳的生物氧化現(xiàn)象。
1987年5月至9月，該院在鞍山大趙臺(tái)水廠進(jìn)行了“除鐵除錳試驗(yàn)研究”。采用跌水曝氣一級(jí)錳砂過(guò)濾的簡(jiǎn)單流程，地下水鐵、錳得以很好的去除。同時(shí)進(jìn)行了室內(nèi)機(jī)理試驗(yàn)，指出濾砂表面的活性膜不是單純的無(wú)機(jī)鐵、錳氧化物，而是有微生物代謝的生物活性濾膜。提出了“地下水中錳的去除是濾池中客觀存在的生物、化學(xué)、物理等綜合作用的結(jié)果”
2生物除鐵除錳技術(shù)的確立
九十年代初，中國(guó)市政工程?hào)|北設(shè)計(jì)研究院以“生物固錳除錳技術(shù)”為題進(jìn)行“八五”科技攻關(guān)(85-05-02)。終于揭示了在pH中性域條件地下水除錳的機(jī)制，明確指出，在pH中性域條件下，除鐵除錳錳砂濾料濾層中Mn2＋的氧化是以Mn2+氧化菌為主的生物氧化作用。在這一生物濾層中，Mn2+ 首先吸附于細(xì)菌表面，然后在細(xì)菌胞外酶的作用下氧化為Mn2+，從而從水中除掉。山于Mn2十在pH中性域條件卜，非常穩(wěn)定，進(jìn)入濾層前不會(huì)因曝氣而被空氣所氧化，因而不會(huì)生成類似氫氧化鐵的細(xì)碎的膠體顆粒，穿透濾層，因此可以被生物濾層氧化得很徹底，從這個(gè)意義上講，打破了除錳難的觀念，應(yīng)該說(shuō)除錳比除鐵容易。除錳濾池在投入運(yùn)行之后，隨著微生物的接種、培養(yǎng)、馴化，為生物數(shù)量從nX 10 CFU/mL濕砂逐步增長(zhǎng)到n X 10CFU/mL濕砂。微生物的對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期與錳去除率的對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期相對(duì)應(yīng)。所謂除錳濾層的成熟，就是濾層中微生物群落繁殖代謝達(dá)到平衡的過(guò)程。凡是除錳效果好的濾池，都具有微生物繁殖代謝的條件。在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中還探討了Fe2十、Fe3十 的氧化還原對(duì)錳細(xì)菌的氧化活性的影響，初步指出某些錳細(xì)菌菌種的氧化活性依賴于鐵離子的存在，F(xiàn)e2十的氧化對(duì)錳細(xì)菌的活性有激活作用。建議除鐵除錳水廠采用一級(jí)曝氣一級(jí)過(guò)濾的流程。并成功地調(diào)試了撫順開發(fā)區(qū)除鐵除錳水廠。1996年6月該研究成果通過(guò)了驗(yàn)收和鑒定.
3國(guó)內(nèi)除鐵除錳理論的發(fā)展
地下 水 除 鐵最初采用的是自然氧化除鐵工藝[51。這種工藝一般由曝氣、氧化反應(yīng)、沉淀和過(guò)濾組成，其系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備龐大，設(shè)備投資多，并且除鐵錳效果有時(shí)還達(dá)不到用水要求。60年代，在我國(guó)試驗(yàn)成功接觸氧化除鐵工藝，這是將催化技術(shù)應(yīng)用于地下水除鐵的一種新工藝。將曝氣后的含鐵地下水經(jīng)過(guò)濾層過(guò)濾，水中二價(jià)鐵的氧化反應(yīng)能在濾層中完成，并同時(shí)將鐵質(zhì)截留于濾層中，從而一次完成了全部除鐵過(guò)程，使處理系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。曝氣后的含鐵地下水經(jīng)濾池過(guò)濾，從而完成除鐵過(guò)程。在該系統(tǒng)中，水的總停留時(shí)間減少，使處理設(shè)備投資大為降低。
地下水除錳要比除鐵困難得多。所以發(fā)展也比較緩慢。長(zhǎng)期以來(lái)，許多以含鐵含錳地下水為水源的水廠實(shí)際上只能除鐵，不能除錳。自50年代末期，開始采用接觸氧化法除錳，即利用具有催化作用的錳質(zhì)活性濾膜除錳。
水中的二價(jià)錳在錳質(zhì)濾膜催化作用下，能迅速被溶解氧化而從水中除去。這種除錳方法，以空氣中的氧氣作為氧化劑，不需要向水中投加任何藥劑，經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便，效果穩(wěn)定，比較適合在我國(guó)推廣. 7 0年代末，研究人員發(fā)現(xiàn)水中的鐵對(duì)接觸氧化法除錳有干擾，于是出現(xiàn)了兩級(jí)過(guò)濾處理系統(tǒng)。含鐵含錳地下水，經(jīng)充分曝氣后，先經(jīng)第一級(jí)濾池除鐵，再經(jīng)第二級(jí)濾池除錳，用以處理含鐵含錳高的地下水.
接觸氧化法除錳要求曝氣后的水具有較高的pH值。當(dāng)?shù)叵滤�的pH值較低時(shí)，需要大幅度提高水的pH值。

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