农村铁、锰地下水生物处理净化效能研究及装置开发

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文农村铁、锰地下水生物处理净化效能研究及装置开发学位申请人：何伟学科专业：市政工程指导教师：胡锋平教授答辩日期：华东交通大学2012届硕士学位论文农村铁、锰地下水生物处理净化效能研究及装置开发土木建筑学院何伟独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文

2、中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。本人签名____________导师签名_

3、_________日期_______摘要农村铁、锰地下水生物处理净化效能研究及装置开发摘要“十二五”期间，国家提出把解决饮用水不安全问题作为重点，继续大力开展实施“农村饮用水安全工程”。本实验研究结合江西省千吨万人农村饮用水工程项目，针对多数农村地区地下水含铁、锰得不到很好处理的这一问题，采用生物除铁除锰工艺，考查生物滤层对含铁、锰地下水的净化效能。对装置的主要设计参数和生物滤层的培养过程进行研究，开发出含铁、锰地下水生物处理装置。1）小试研究(1)微生物接种是整个实验过程中至关重要的环节，接种的菌泥中含有大量与除锰有关的细菌，采用一次性人工接种大量高浓度菌泥和自然培养相结合的微

4、生物培养方2+2+式，在第50天时，出水中Fe、Mn浓度达标，且保持稳定。(2)微生物培养过程中，滤速和反冲洗强度是影响细菌附着和固定的主要因素。微生物培养初期滤速宜控制在3m/h以下，以利微生物生长，同时延长滤料吸附饱和时间。2培养初期应尽量延长反冲洗周期，反冲洗强度宜控制在10L/(s·m)以下。(3)生物除铁除锰装置运行初期，微生物所发挥的作用有限，选择合适的滤料对保障装置在培养微生物阶段的出水水质很重要。锰砂作为生物滤层滤料，不仅具有较大的吸附容量，同时锰砂中所含的二氧化锰成分对铁的去除具有很好的促进作用，为装置运行前期的出水水质提供保障。(4)在滤速6m/h，原水铁浓度

5、为1.8～5.5mg/L，锰浓度为0.3～2.3mg/L，溶解氧2.5mg/L，pH中性的条件下，生物滤层对铁、锰的去除率分别可达99.3%和97.7%。2）含铁、锰地下水生物处理净化效能实验研究(1)在进水铁浓度为0.96～5.56mg/L，进水锰浓度为0.87～2.38mg/L，溶解氧2～4mg/L，pH值中性的条件下，装置对铁的平均去除率达到97.6%，对锰的平均去除率达到90.9%，出水中铁、锰均保持在0.1mg/L以下。(2)生物除铁除锰工艺对溶解氧要求与传统的物理化学接触除锰工艺有很大的区别，生物滤层在2.5mg/L溶解氧条件下就能实现高效的去除效果。采用穿孔管曝气方

6、式能够满足微生物对氧的需求，省却曝气所需要的设施，节省工程投资，具有一定的经济效益和社会效益。(3)滤层在反冲洗1h后就能够恢复除锰较高的能力，保证正常的出水水质。(4)生物滤层的生态系统中，滤料颗粒表面附着的细菌维持着生物滤层中铁、锰氧化细菌基本数量和种群优势，保证了细菌生长繁殖和生态系统稳定。(5)在滤料颗粒间隙中的铁泥中包埋了相当一部分的游离细菌，这些细菌对水中铁、锰的去除起着极大作用。滤层依靠附着固定在滤料表面的生物膜和包埋在铁泥中的游离I摘要菌群共同实现对铁、锰的去除。3）含铁、锰地下水生物处理装置开发（1）确定含铁、锰地下水生物处理装置设计滤速6～8m/h，据此开发了

7、日产水量33从120m～1200m不等的生物除铁除锰系列设备，产品通过江西省重点新产品计划项目鉴定，成果达到国内领先水平。（2）含铁、锰地下水生物处理装置工艺流程缩短，占地面积仅为传统除铁除锰装置的50%，吨水运行费用0.45元，比传统除铁除锰装置节省26%。关键词：生物除铁除锰，含铁、锰地下水，微生物培养，生物滤层，锰砂IIABSTRACTPurificationEffectivenessResearchandDeviceDevelopmentofRuralIronandMan