生物除铁除锰滤池生态特性研究

生物除铁除锰滤池生态特性研究北京工业大学硕士学位论文生物除铁除锰滤池生态特性研究姓名：熊晓丽申请学位级别：硕士专业：市政工程指导教师：杨宏20090501摘要摘要生物除铁除锰技术是以“生物固锰除锰机理”为核心的成套工程应用技术，其成败的关键在于能否在滤层内创造出适宜铁、锰氧化细菌生存、繁殖的良好微生态环境，进而获得铁、锰氧化细菌数量的最大限度增殖与稳定。滤层生态系统的研究，对于完善生物除铁除锰理论，改进生物除铁除锰工艺有着重要的作用。本课题通过实验室模拟滤柱，采用人工配水的方式对滤池的生态系统进行研究。考察了滤池在培养期生态系统的形成过程、成熟期生态特性及l株Mn(II)氧化能力较强菌Rhodococcussp一珀勺生长特性。对培养期滤池生态系统的研究表明，在接种上应采用复合的具有土著特性的细菌多次连续接种。滤柱的成熟过程可分为适应期、第1活性增长期、第1I活性增长期和稳定期4部分，整个滤层对于铁、锰的去除能力，是随着滤层当中细菌数量的增加而逐渐增强的。滤层在培养期生物膜的形成过程是游离态的细菌逐渐附着并固定在滤料表面的过程。对成熟期滤池生态系统的研究表明，运用单级过滤工艺，采用将反冲洗排水收集、沉淀、曝气后“菌悬液”回流至滤池的方式实现了滤层细菌数量的补给和可利用营养物质的回流，保持了贫营养条件下滤层生态系统的稳定，提高了滤层抗负荷冲击的能力，在高滤速(10-'13．9m／h)、高锰浓度(3．5,---,4．5mg／L)条件下，滤池对铁锰的去除率达95％以上。铁、锰氧化细菌为滤层的优势菌群，数量达100数量级，它们既附着在滤料表面上(4．3x106MPN／mL)形成致密的生物膜，又存在于滤料间(6．5x106MPN／mL)形成以细菌为主体的悬浮絮体，此絮体对铁锰的彻底去除至关重要。稳定运行时，滤池生物膜形态和细菌数量沿水流方向有较显著变化，上层生物膜颜色较深，生物膜较致密。随着介质层的加深，生物膜内菌种数量逐渐减少，细菌绝大部分集中在0400mm的滤层空间内，而MIl2+也主要是在此空间内被去除的，400mm处去除率达90％以上，滤池中具有锰氧化能力细菌的数量同滤池所具有的锰去除能力是正相关的。对成熟滤池细菌组成的研究上，利用传统的细菌分离鉴定方法，从滤池中成功鉴定出222株，涉及22个属，47个种。通过LBB法细菌氧化活性测定，从挑选的典型菌种中发现有25种细菌