生物除铁除锰水厂的工艺设计与运行效果

生物除铁除锰水厂的工艺设计与运行效果生物除铁除锰水厂的工艺设计与运行效果生物除铁除锰水厂的工艺设计与运行效果早在20世纪80年代，中国市政工程东北设计研究院就在水处理试验和实践中发现了微生物对地下水中锰的去除作用，随后在我国率先开展了生物除铁除锰技术的研究工作［1～2］，在“八五”科技攻关课题中提出并确立了生物固锰除锰技术，在“九五”科技攻关课题中，确定了生物除铁除锰水厂成套技术，解决了生物除铁除锰工艺的生产性问题［3］。沈阳经济技术开发区供水厂就是在生物除铁除锰技术指导下设计建造的我国第一座成规模的典型的地下水生物除铁除锰水厂。该供水厂分两期设计施工，一期工程于1999年7月开始设计、建造，至2001年5月完工并通水，2001年12月底滤池稳定运行，滤池出水铁为痕量，锰小于0.05mg/L，出水水质优于国家生活饮用水标准（铁0.3mg/L，锰0.1mg/L）。1工艺设计1.1技术路线确定沈阳经济技术开发区供水厂原水为深井地下水，由于原水中含有铁和锰，尤其是锰含量相当高，净水的主要目标是除铁除锰，所以净化工艺采用生物除铁除锰技术，主要体现在：跌水弱曝气；在同一生物滤层中除铁除锰；培养期、稳定期的反冲洗机制。1.2工艺流程及主体构筑物设计参数和特点图1净水工艺流程水厂占地7.8hm2，分为三个功能区：水处理区、铁泥处理区和辅助生产区。全厂设计处理能力为12万m3/d，整个工程分两期实施，每期6万m3/d。目前已建成一期水处理区和辅助生产区，一期水处理区包括：跌水曝气池2座,单池内径10.5m；普通快滤池2列，每列6个单池；清水池2座；吸水井1座；送水泵房1座；反冲洗系统；加氯系统。其工艺流程见图1。从图1中可以看出，跌水曝气池和生物除铁除锰滤池是整个供水厂水质净化的核心，其构筑物主要设计参数及特点如下。（1）跌水曝气池。跌水曝气池是净化系统的第一单元构筑物，曝气方式采用跌水弱曝气。之所以采用弱曝气原因有三：一是生物除铁除锰机制指出，在pH中性范围内，Mn2+的氧化不是锰的氧化物的自催化作用，而是以Fe2+，Mn2+氧化细菌为主的生物氧化作用，研究证明有很大一部分铁锰氧化细菌属微好氧菌［4］，过度的曝气不仅造成能量浪费，还会抑制某些细菌的活性，产生负面影响；二是在生物除铁除锰滤层中不要求散失CO2，因为水中CO2是微生物繁殖代谢的重要碳源；三是研究证明Fe2+对维系生物