高鐵錳氨氮地下水凈化工藝優(yōu)化及菌群結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、自生物固錳除錳理論提出以來(lái)，生物除鐵除錳技術(shù)廣泛應(yīng)用于含鐵含錳水廠，然而我國(guó)各地的水文地質(zhì)構(gòu)造、環(huán)境條件不同，造成各地地下水水質(zhì)存在很大差別，生物除鐵除錳技術(shù)在推廣應(yīng)用過(guò)程中必然會(huì)出現(xiàn)各種新問(wèn)題，需要進(jìn)行深入的研究，從而逐步完善生物除錳理論。當(dāng)含鐵錳地下水同時(shí)含有氨氮時(shí)，其啟動(dòng)周期會(huì)明顯延長(zhǎng)；在生物除錳濾層中，生物去除氨氮與生物除鐵除錳之間的相互影響，以及氨氮硝化過(guò)程中產(chǎn)生的亞硝氮對(duì)生物除錳的影響，需要進(jìn)一步研究。
　　為此本文主

2、要研究雙層濾料、回流以及雙層濾料回流對(duì)高鐵錳氨氮地下水生物凈化濾柱啟動(dòng)周期的影響，鐵錳氨氮濁度同時(shí)去除，鐵錳氨氮去除時(shí)三者之間的相互影響，亞硝氮對(duì)生物除錳的影響，以及不同階段濾層中菌群分布狀況的變化。主要得出以下結(jié)論：
　　采用單層濾料不回流、單層濾料回流、雙層濾料不回流、雙層濾料固定回流比、雙層濾料變動(dòng)回流比啟動(dòng)高鐵錳氨氮地下水生物凈化濾柱時(shí)的啟動(dòng)時(shí)間分別為103天、81天、82天、61天、51天。啟動(dòng)初期，濾柱對(duì)鐵有很好的去除

3、效果，對(duì)氨氮的去除率較低，錳的去除主要靠錳砂的吸附；培養(yǎng)成熟后，鐵錳氨氮主要在0~0.4 m處去除，但錳到0.8 m處才能降到0.05 mg/L以下。采用雙層濾料、回流以及雙層濾料回流均能有效縮短其啟動(dòng)時(shí)間，啟動(dòng)過(guò)程中鐵、錳、氨氮的達(dá)標(biāo)順序依次為：鐵、氨氮、錳。
　　反沖洗周期、強(qiáng)度、時(shí)間改變后，各濾柱對(duì)鐵錳氨氮的去除效果幾乎沒(méi)有影響。反沖洗周期越短，反沖洗強(qiáng)度越強(qiáng)，反沖洗時(shí)間越長(zhǎng)，出水濁度越低。濁度主要在濾層的0~0.4 m處去

4、除，濁度的去除與濾層厚度無(wú)關(guān)。反沖洗后約20 min，60 min，出水濁度分別降到了1 NTU、0.5 NTU以下。反沖洗參數(shù)的改變對(duì)濁度的去除效果有明顯影響。
　　在進(jìn)水總鐵、錳、氨氮的濃度分別為6~12 mg/L，0.9~1.3 mg/L，0.9~1.3 mg/L，水溫8℃，濾速6 m/h，進(jìn)水溶解氧為約11.5 mg/L的試驗(yàn)條件下，進(jìn)水中錳、氨氮的極限去除濃度分別為10.5 mg/L，2.5 mg/L。錳極限去除濃度受進(jìn)

5、水溶解氧的影響，氨氮限濃度的提高受到進(jìn)水溶解氧不足的制約；進(jìn)水中錳的升高對(duì)鐵和氨氮的去除效果沒(méi)有影響，進(jìn)水中氨氮的升高對(duì)鐵和錳的去除效果也沒(méi)有影響。
　　當(dāng)進(jìn)水溶解氧充足時(shí)，鐵錳氨氮在濾層中的去除位置分別為0~0.3 m，0.2~0.8 m，0~0.4 m。當(dāng)進(jìn)水溶解氧分別降到約6.5 mg/L、6 mg/L、5 mg/L、4 mg/L時(shí)，鐵、錳能夠全部去除，出水中的氨氮隨進(jìn)水溶解氧的降低而升高，去除順序?yàn)椋鸿F、錳、氨氮。在進(jìn)水溶

6、解氧的降低過(guò)程中，鐵、錳、氨氮的氧化速率沒(méi)有受到明顯影響。當(dāng)進(jìn)水中總鐵的濃度達(dá)到約10 mg/L時(shí)，氨氮的氧化速率明顯降低；當(dāng)進(jìn)水中錳的濃度超過(guò)3 mg/L時(shí)，氨氮的去除效果明顯受到影響；但是當(dāng)進(jìn)水氨氮小于2.5 mg/L時(shí)，氨氮對(duì)鐵錳的去除效果沒(méi)有影響。
　　當(dāng)進(jìn)水中錳的濃度為約2 mg/L，亞硝氮的濃度為約0.05~0.5 mg/L時(shí)，在厭氧條件下，亞硝氮與高價(jià)錳氧化物在濾柱內(nèi)不能發(fā)生反應(yīng)。在好氧條件下，亞硝氮對(duì)生物除錳在2

7、h內(nèi)有較明顯的影響。當(dāng)進(jìn)水中的氨氮從約1.1 mg/L升高到約1.5 mg/L后，亞硝氮在濾柱內(nèi)積累，生物除錳效果受到明顯影響，3天后除錳效果恢復(fù)，但是鐵的去除沒(méi)有受到影響。
　　培養(yǎng)成熟的濾層中有兩種菌：古菌、細(xì)菌，其中古菌的數(shù)量很少。濾層中的古菌主要屬于廣古菌門(mén)和泉古菌門(mén)，濾層中的細(xì)菌主要屬于變形菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、放線(xiàn)菌門(mén)、厚壁菌門(mén)、硝化菌螺旋門(mén)，濾層中確認(rèn)的科主要有：黃桿菌科、鐵細(xì)菌科、從毛單胞菌科、疣微菌科、亞硝化單胞菌科、