生物除铁锰概述.doc

《生物除铁锰概述.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、生物除铁除锰的概述1生物除铁除锰技术的发现早在上世纪三十年代人们对能氧化二价铁的细菌就有所发现，学者们甚至把能氧化铁的一大类细菌统称为铁氧化细菌，并且在输水管道锈蚀方面对于铁氧化细菌有相当深入的研究。但在水质净化工程上的应用却无人问津。1986年中国市政工程东北设计研究院在沈阳李观卜微污染含铁含锰地下水净化试验中，发现滤层中有较多的微生物存在，出水铁、锰合格，并且COD和NH3-N有较高的去除率，提出地下水中铁、锰的生物氧化现象。1987年5月至9月，该院在鞍山大赵台水厂进行了“除铁除锰试验研究”。采用跌水

2、曝气一级锰砂过滤的简单流程，地下水铁、锰得以很好的去除。同时进行了室内机理试验，指出滤砂表面的活性膜不是单纯的无机铁、锰氧化物，而是有微生物代谢的生物活性滤膜。提出了“地下水中锰的去除是滤池中客观存在的生物、化学、物理等综合作用的结果”2生物除铁除锰技术的确立九十年代初，中国市政工程东北设计研究院以“生物固锰除锰技术”为题进行“八五”科技攻关(85-05-02)。终于揭示了在pH中性域条件地下水除锰的机制，明确指出，在pH中性域条件下，除铁除锰滤层中Mn2＋的氧化是以Mn2+氧化菌为主的生物氧化作用。在这一

3、生物滤层中，Mn2+首先吸附于细菌表面，然后在细菌胞外酶的作用下氧化为Mn2+，从而从水中除掉。山于Mn2十在pH中性域条件卜，非常稳定，进入滤层前不会因曝气而被空气所氧化，因而不会生成类似氢氧化铁的细碎的胶体颗粒，穿透滤层，因此可以被生物滤层氧化得很彻底，从这个意义上讲，打破了除锰难的观念，应该说除锰比除铁容易。除锰滤池在投入运行之后，随着微生物的接种、培养、驯化，为生物数量从nX10CFU/mL湿砂逐步增长到nX10CFU/mL湿砂。微生物的对数增长期与锰去除率的对数增长期相对应。所谓除锰滤层的成熟，就

4、是滤层中微生物群落繁殖代谢达到平衡的过程。凡是除锰效果好的滤池，都具有微生物繁殖代谢的条件。在实验室试验中还探讨了Fe2十、Fe3十的氧化还原对锰细菌的氧化活性的影响，初步指出某些锰细菌菌种的氧化活性依赖于铁离子的存在，Fe2十的氧化对锰细菌的活性有激活作用。建议除铁除锰水厂采用一级曝气一级过滤的流程。并成功地调试了抚顺开发区除铁除锰水厂。1996年6月该研究成果通过了验收和鉴定.3国内除铁除锰理论的发展地下水除铁最初采用的是自然氧化除铁工艺[51。这种工艺一般由曝气、氧化反应、沉淀和过滤组成，其系统复杂，

5、设备庞大，设备投资多，并且除铁锰效果有时还达不到用水要求。60年代，在我国试验成功接触氧化除铁工艺，这是将催化技术应用于地下水除铁的一种新工艺。将曝气后的含铁地下水经过滤层过滤，水中二价铁的氧化反应能在滤层中完成，并同时将铁质截留于滤层中，从而一次完成了全部除铁过程，使处理系统大为简化。曝气后的含铁地下水经滤池过滤，从而完成除铁过程。在该系统中，水的总停留时间减少，使处理设备投资大为降低。地下水除锰要比除铁困难得多。所以发展也比较缓慢。长期以来，许多以含铁含锰地下水为水源的水厂实际上只能除铁，不能除锰。自5

6、0年代末期，开始采用接触氧化法除锰，即利用具有催化作用的锰质活性滤膜除锰。水中的二价锰在锰质滤膜催化作用下，能迅速被溶解氧化而从水中除去。这种除锰方法，以空气中的氧气作为氧化剂，不需要向水中投加任何药剂，经济简便，效果稳定，比较适合在我国推广.70年代末，研究人员发现水中的铁对接触氧化法除锰有干扰，于是出现了两级过滤处理系统。含铁含锰地下水，经充分曝气后，先经第一级滤池除铁，再经第二级滤池除锰，用以处理含铁含锰高的地下水.接触氧化法除锰要求曝气后的水具有较高的pH值。当地下水的pH值较低时，需要大幅度提高水

7、的pH值。80年代初，我国地下水除锰的科研工作取得了显著进展，提出了能取得良好除锰效果的工艺流程和技术条件，接触氧化法除锰工艺在我国开始得到迅速推广.“九五”期间，我国进行了“生物除铁除锰成套技术研究”，终于解决了生物除铁除锰工艺的生产性问题，并确定了生物除铁除锰水厂成套技术，最终将“生物固锰除锰技术”与生产实际结合起来，使我国在该技术领域的基础研究和工程实践跃居到国际领先水平。近来，笔者会同中国市政工程东北设计院对细菌除铁除锰进行了深入研究，使我国除铁除锰技术进一步发展，提出了生物、化学、物理综合作用的观

8、点，认为铁细菌在除锰过程中有重要作用.4国外除铁除锰研究现状国外地下水中铁锰含量超过饮用水标准的现象也是很普遍的，如美国、法国、意大利、瑞典、日本、德国、芬兰等许多国家和地区。国外对地下水除铁除锰的研究始于一百多年前。1868年在欧洲荷兰建成第一座大型除铁装置，第一座除锰水厂于1874年在德国Charlottenburg建成。国外传统的除铁除锰工艺一般是曝气后加入中间试剂(如强氧化剂、絮凝剂，氢氧化物等)，然后过