生物净化地下水中铁锰和有机物的试验研究

论文摘要

针对高铁高锰含有机污染物地下水水质,在生物除铁除锰水厂进行高铁高锰含有机物地下水生物滤柱同层去除污染物的模拟实验研究。现场设计两个滤柱,分别利用锰砂和陶粒两种滤料,对高铁高锰含有机物地下水原水进行了滤层净化试验,分析了原水中各污染物在滤层中的净化规律,讨论了生物净化效果及各种因素对生物净化的影响。本试验首先对生物滤柱进行了接种培养,经过40天的培养后,锰砂滤柱和陶粒滤柱均培养成熟。锰砂滤柱对铁、锰和有机物都有很好的去除效果,出水Fe浓度0.1mg/L左右,Mn浓度在检出限0.05mg/L以下,CODMn浓度大约为1.5mg/L;陶粒滤柱对有机物有很好的去除效果,但除铁除锰效果不佳,出水Fe浓度0.5mg/L左右,Mn浓度0.5mg/ L左右,CODMn浓度在1.5mg/L2.0 mg/L之间。对滤层进行沿层取样分析,无论是锰砂滤层还是陶粒滤层中,铁的高效去除区间都在最上部,而锰和有机物的高效去除区间在滤层的中下部,且有机物对除锰并无实质的影响,除锰和除有机物可实现同时去除。陶粒滤柱对有机物去除效果很好,但除铁除锰效果不佳。试验中对陶粒滤柱进行改造,在陶粒层下面加了25cm锰砂,达到了很好的处理效果,既改正了陶粒滤柱除铁除锰效果差的缺陷,又保留了陶粒滤柱反冲洗周期长等优势。本试验分析了滤速、溶解氧、反冲洗和滤柱停水对滤层净化作用的影响,其中溶解氧的影响最大,当水中溶解氧不足时,出水中有机物和Mn的浓度都会升高。在DO浓度10mg/L,Fe2+浓度6mg/L和Mn2+浓度1.2mg/L水质条件下,两滤柱对有机物的去除极限浓度为CODMn6mg/L;针对高铁高锰地下水中含高浓度有机物的情况,试验中采用了陶粒锰砂双层曝气生物滤柱,取得了很好的处理效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 地下水资源利用与现状
• 1.1.2 地下水中铁锰的污染及其危害
• 1.1.3 地下水中有机污染及其危害
• 1.2 除铁除锰技术的发展及研究现状
• 1.3 有机污染处理的发展及研究现状
• 1.4 课题研究的内容及意义
• 1.4.1 课题的来源与意义
• 1.4.2 课题研究的主要内容
• 第2章 试验装置与方法
• 2.1 水源的选择及试验装置
• 2.1.1 水源的选择
• 2.1.2 试验装置及运行
• 2.1.3 试验方法
• 2.2 分析项目及检测方法
• 第3章 生物滤层的培养及污染物去除规律研究
• 3.1 生物滤层的培养
• 3.1.1 锰砂滤柱挂膜过程
• 3.1.2 陶粒滤柱挂膜过程
• 3.1.3 提高到设计滤速滤层的培养过程
• 3.2 生物滤层中各污染物的沿程去除规律
• 3.2.1 锰砂滤层中各污染物的沿程去除规律
• 3.2.2 陶粒滤层中各污染物的沿程去除规律
• 3.3 不同有机物浓度下生物滤层除锰效果研究
• 3.4 生物陶粒滤柱的改进
• 3.4.1 生物陶粒滤柱与生物锰砂滤柱的对比
• 3.4.2 生物陶粒滤柱的改进
• 3.5 生物滤层中腐植酸的去除效果
• 3.5.1 生物滤层对腐植酸的去除效果
• 3.5.2 腐植酸对生物滤层中除铁的影响
• 3.6 本章小结
• 第4章 影响生物净化效果的研究
• 4.1 滤速对生物净化有机物的影响
• 4.2 溶解氧对生物净化的影响
• 4.2.1 滤层中溶解氧消耗规律
• 4.2.2 针对高浓度有机物水质曝气形式的改进
• 4.3 反冲洗对生物净化的影响
• 4.4 滤柱关闭对生物净化的影响
• 4.4.1 短期关闭对生物净化的影响
• 4.4.2 长期关闭对生物净化的影响
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢