生物滤池同步去除地下水中Fe-2-Mn-2-和As-的试验研究

给水排水Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．３２０１４１２１生物滤池同步去除地下水中Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋和Ａｓ（Ⅲ）的试验研究杨柳储昭瑞任玉辉杨航张杰（哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室，哈尔滨１５００９０）摘要为了考察生物滤池对Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋和Ａｓ（Ⅲ）的净化效果和沿滤层深度方向的去除规律，采用人工配制的含有Ａｓ（Ⅲ）１００～１５０μｇ／Ｌ，Ｆｅ２＋０．５～１．５ｍｇ／Ｌ，Ｍｎ２＋１～１．５ｍｇ／Ｌ的原水，通入已接种水厂成熟锰砂的生物滤池进行过滤试验。结果表明：生物滤池在１２０ｄ运行过程中，原水中的Ａｓ（Ⅲ）未影响滤柱对Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋的去除效果，滤池出水Ｆｅ２＋＜０．３ｍｇ／Ｌ、Ｍｎ２＋＜０．０５ｍｇ／Ｌ，Ａｓ（Ⅲ）＜１０μｇ／Ｌ，沿滤层深度Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋和Ａｓ（Ⅲ）具有各自的去除规律。滤池滤料ＳＥＭ检测和反冲洗泥样ＦＲＩＴ光谱分析结果表明滤池运行１２０ｄ后，滤料表面及滤层中生长了大量微生物。关键词生物滤池同步去除Ｆｅ２＋Ｍｎ２＋Ａｓ（Ⅲ）地下水砷广泛存在于自然界，砷本身及其化合物毒性较大，长期过量摄入可以导致急、慢性中毒甚至癌症，对人体健康造成严重损害［１］。世界卫生组织、欧盟、日本和美国等先后将饮用水中砷的标准定为１０μｇ／Ｌ。我国《生活饮用水卫生标准》（ＧＢ５７４９—２００６）中也将砷标准由５０μｇ／Ｌ降低到１０μｇ／Ｌ。这对我国今后地下水饮水除砷技术提出了更高的要求。Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋和Ａｓ（Ⅲ）常共存于地下水中［２］，生物法同步去除地下水中Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋和Ａｓ（Ⅲ）是一种新方法［３，４］，本文主要研究生物滤池同步去除地下水中Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋和Ａｓ（Ⅲ）的过滤试验。１试验１．１试验装置试验装置见图１。试验滤柱为高２５００ｍｍ、直径城市水资源与水环境国家重点实验室（哈尔滨工业大学）自主课题（２０１２ＤＸ１２）。１００ｍｍ的有机玻璃柱，承托层卵石厚度为３００ｍｍ，滤层厚度为１２００ｍｍ，滤料为粒径０．８～１．２ｍｍ的马山锰砂。在滤层底端开始每隔２００ｍｍ设一个取砂样口（共６个），每隔１００ｍｍ设一个取水样口（共１２个）。启动前，滤层上层１００ｍｍ接种水厂（哈尔滨松北水厂）滤池中的成熟锰砂。������������������������图１试验装置檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿（５）混凝和粉末活性炭作为膜的预处理，再配合ＣＥＢ的措施，可保证膜系统的稳定运行。参考文献１于莉君，赵虎，李圭白，等．粉末活性炭／混凝／超滤联用处理含藻水的研究．中国给水排水，２００８，２４（１９）：５１～５４２ＢｏｋｓｏｏｎＫ，ＮｏｅｏｎＰ，ＣｈｏＪ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆａｌｇａｅｏｎｆｏｕｌｉｎｇａｎｄｅｆｆｉ－ｃｉｅｎｃｙｏｆＵＦｍｅｍｂｒａｎｅｓ．Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ，２００５，１７９：２０３～２１４３李甜，董秉直，刘铮．藻类有机物的特性以及对超滤膜的污染．环境科学，２０１０，３１（２）：３１８～３２３４ＨｕａｎｇＷ，ＣｈｕＨＱ，ＤｏｎｇＢＺ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｌｇｏｇｅｎｉｃｏｒ－ｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｇｅｎｅｒａｔｅｄｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｉｍｐａｃｔｏｎｍｉｃｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｍｅｍｂｒａｎｅｆｏｕｌｉｎｇ．Ｄｅｓａｌｉｎａ－ｔｉｏｎ，２０１２，２９３：１０４～１１１５董秉直，林洁，张晗．一种新的有机物分子质量测定以及在膜污染研究中的应用．给水排水，２０１２，３８（７）：１１７～１２２○Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｏｎｇｂｉｎｇｚｈｉ７７＠１２６．ｃｏｍ收稿日期：２０１３－１１－０６修回日期：２０１３－１２－２７DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2014.0029１２２给水排水Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．３２０１４１．２试验原水水质试验模拟地下水水质采用人工配制，铁、锰原水由去离子水与ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ、ＭｎＳＯ４·Ｈ２Ｏ配制而成，Ａｓ（Ⅲ）原水由去离子水与ＮａＡｓＯ２配制而成，高浓度铁、锰原水和Ａｓ（Ⅲ）原水经蠕动泵输送至混合器与自来水按比例混合模拟含有Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋和Ａｓ（Ⅲ）的地下水水质。该水质性质见表１。表１模拟地下水水质特性项目范围Ｅｈ／ｍＶ２８０～３４０ｐＨ７～７．２ＤＯ／ｍｇ／Ｌ６．４～６．９电导率／μＳ／ｃｍ３４０温度／℃１５～１７总硬度（以ＣａＣＯ３计）／ｍｇ／Ｌ１８０浊度／ＮＴＵ２．２８Ｆｅ（Ⅱ）／ｍｇ／Ｌ０．５～１．５Ｍｎ（Ⅱ）／ｍｇ／Ｌ１～１．５Ａｓ（Ⅲ）／μｇ／Ｌ１００～１５０１．３试验过程生物滤池运行分三个阶段，第一阶段为生物滤层培养阶段，第二、三阶段为提速阶段，滤速分别为３ｍ／ｈ、４ｍ／ｈ、５ｍ／ｈ，每个阶段运行的时间分别为９０ｄ