接触氧化法和生物法滤柱除铁锰对比实验研究

第42卷第8期2016年8月水处理技术TECHNOUOGYOF、^fATERTREATMENTVO1．42No．8Aug．，2016109DOI：10．16796~．cnki．1000—3770．2016．08．025接触氧化法和生物法滤柱除铁锰对比实验研究张吉库t，胡立锋-，杨航2(1．沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁沈阳110168；2．哈尔滨工业大学市政环境工程学院，黑龙江哈尔滨150090)摘要：针对水中铁锰难以去除的问题，参照沈阳市某水厂的水质以人工配水进行接触氧化法和生物氧化法除铁锰工艺实验。结果表明，在相同实验条件下生物法除铁效果更好；当滤速由3m／h提高到5m／h时，对2种方法均有影响，对生物法的影响更大；铁的存在对于除锰滤柱是必要的，铁含量较高或者较低都不利于锰的去除，当Fe的质量浓度为3mg／L时对锰的去除效果最好。出水水质达到GB5749-2006标准。关t词：生物法；滤速；接触氧化法；铁；锰’中田分类号：TU991．26+5文献标识码：A文章编号：1000．3770(2016)08．0109．003我国水资源总量居世界前列，但人口众多使得人均占有量低于世界平均水平，而且本世纪制约经济发展的主要因素就是水资源，因此如何利用好有限的水资源尤为重要[--2]。地表水具有易开采、硬度低等优点，但是随着社会的发展，越来越多的地表水受到了污染，使得水资源短缺的形式更加严峻，这就迫使我们寻找容易开发、蓄水能力强、不易受污染、供水安全性高的水源，而地下水资源则具有这些优点【。地下水中含有丰富的矿物元素，其中铁和锰超标，长期饮用铁锰超标的水会引起多种疾病，因此需要针对性的对铁和锰进行去除[4-9]。对于除铁锰，目前国内外有较多的工艺方法n】。相对于其他工艺接触氧化法和生物法具有稳定运行后不需要额外投加药品等物质，减少副产物的产生，出水水质安全可靠，后期投入较少等优势，因此对这2种方法进行实验研究。l实验部分1．1实验用水实验用水参照为沈阳市某水厂原水配制，pH为6．5～7．2，DO的质量浓度6．9～7．5mg／L，温度15～17℃。1．2实验装置及流程实验装置如图1所示。装置主体高280cm、内径8cm，承托层厚30cm，滤层厚150cm，滤料粒径为O．8～1．2mm。从滤柱底端开始每隔10cm设1个取水口，共20个。在另一面每隔20cm设1个滤料取样口，共10个。图1实验装置Fig．1Theexperimental印paIlatIls药液经蠕动泵由加药箱进入静态混合器，与从进水水箱中由潜水泵输送的水一同进入滤柱，从静态混合器中出来经过跌水曝气过程后进入滤层，经过滤柱处理后的水排出滤柱，进行后续的测量分析。1．3分析项目及仪器方法锰含量，过硫酸铵分光光度法[12】；铁含量，二氮杂菲分光光度、法【]；pH，pHS．3C型pH计，DO含量，收稿日期：2016—01．26作者简介：张吉库(1973-)，男，教授，博士研究生，从事污水处理研究：联系电话：13066590708；电子邮件：272998674@qq．tomll0水处理技术第42卷第8期HQ30d溶氧仪；滤料表面物质，傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)。JR900A温度计，电子天平，T6新世纪紫外可见分光光度计。2结果与讨论2．1进水铁含量对除铁效果的影响控制水温、pH、DO含量等与原水相同，滤速为3m／h，调节进水Fe的质量浓度P。(Fe)分别为3、5、7mg／L进行接触氧化法和生物法实验，考察铁的去除效果随其进水含量关系，结果如图2所示。020406O8O10012O140h／cm图2铁含量对2种方法沿程去除铁的影响Fig．2EfectofIronconcentrationsonIronremovaleficiencyatdiferentheightsbytwomethods由图2可知，不同进水铁含量下，铁的沿程去除情况有所不同，除滤层深度为40495cm段生物法处理效果不如接触氧化法，其他条件及滤层深处生物法处理效果都更好，生物法处理过程中微生物的生长代}作用产生的物质对铁有催化氧化的作用[1】]。滤柱对铁的去除主要作用在0～40cm段，在这一段内DO含量充足，有利于微生物的大量生长，而且形成的氧化物初期被滤料大量截留，因此去除效果明显。虽然最终出水均达到GB5749-2006要求，但是进水Fe的质量浓度为3mg／L时，滤柱100cm处出水即可达标；而进水Fe的质量浓度为5mg／L和7mg／L时，在滤柱120cm时才达标[]。2．2滤速对处理效果的影响控制水温、pH、DO含量等与原水相同，在进水Fe的质量浓度为3mg／L时，改变滤速分别为3rrdh和5m／h进行实验，考察铁的沿程去除情况，结果如图3所示。由图3可知，在进水Fe的质量浓度为3mg／L条件下，滤速