除铁除锰生物滤层最优化厚度的研究_李冬

除铁除锰生物滤层最优化厚度的研究李冬1,张杰2,张艳萍3,王洪涛4(1.北京工业大学建筑工程学院,北京100022;2.哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨150090;3.北京工商大学化学与环境工程学院,北京100037;4.清华大学环境科学与工程系,北京100084)摘要:除铁除锰生物滤层的厚度对滤池除铁除锰效果有至关重要的影响,而地下水水质是确定除铁除锰生物滤层厚度的重要因素。实验室滤柱试验的结果表明:不同铁、锰含量的地下水,其适宜的生物滤层厚度不同。生产运行试验也证明了上述结论并进一步得出:对于铁、锰含量较低的地下水,滤层的适宜厚度为900～1000mm,而对于铁、锰含量较高的地下水,生物滤层相应地要增厚至1000～1300mm。关键词:铁;锰;生物滤层;厚度;最优化中图分类号:TU911.2文献标识码:C文章编号:1000-4602(2007)13-0094-04StudyonOptimizationofBiologicalFilterBedThicknessforRemovalofIronandManganeseLIDong1,ZHANGJie2,ZHANGYan-ping3,WANGHong-tao4(1.CollegeofArchitectureandCivilEngineering,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100022,China;2.SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China;3.CollegeofChemicalandEnvironmentalEngineering,BeijingTechnologyandBusinessUniversity,Beijing100037,China;4.DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Thethicknessofthebiologicalfilterbedisimportantforremovalefficienciesofironandmanganese,andthegroundwaterqualityisoneofimportantfactorstodecidethethicknessofthefilterbed.Thelab-scaleexperimentsshowthatthefeasiblethicknessisdifferentforthegroundwaterwithdif-ferentconcentrationofFe2+andMn2+.Thefull-scaleexperimentsprovethisandshowthatthethicknessofthefilterbedrangesfrom900to1000mmforthegroundwaterwithlowconcentrationofFe2+andMn2+.Itshouldbeincreasedtoarangeof1000to1300mmforthegroundwaterwithhighconcentrationofFe2+andMn2+.Keywords:iron;manganese;biologicalfilterbed;thickness;optimization通过对除铁除锰滤料表面生物膜的分析可知,只有直接附着在滤料表面的铁、锰氧化细菌才是滤层除铁除锰能力的稳定提供者,然而贫营养环境条件决定了生物膜稀疏而且薄,因此滤料的数量在很大程度上决定了滤层内的生物量。而滤料的数量是由滤池的面积和滤层的厚度所决定的。然而现代经济模式决定了土地价格的昂贵,这就使得滤池的面积应尽量地缩小,所以真正决定滤层内细菌数量的因素就只有滤层的厚度。笔者通过滤柱试验分析了处理各种地下水水质的最适宜滤层厚度。·94·第23卷第13期2007年7月中国给水排水CHINAWATER＆WASTEWATERVol.23No.13Jul.20071材料与方法1.1试验装置模型试验中以有机玻璃滤柱模拟实际生产中的滤池。滤柱直径为250mm,高为3000mm,以粒径为0.8～1.2mm的锰砂为滤料,滤层厚为1100mm。以粒径为1～2mm的卵石为垫层,垫层厚为300mm。以喷淋曝气代替生产中的跌水弱曝气。试验装置如图1所示。图1试验装置示意图Fig.1Schematicdiagramofexperimentalset-up1.2试验水质和运行参数滤柱试验原水为人工配制的含铁含锰水。