一種高鐵高錳地下水高效生物凈化濾層及凈化方法

專利名稱：一種高鐵高錳地下水高效生物凈化濾層及凈化方法
技術領域：
本發明屬于給水凈化領域。具體涉及到高鐵高錳地下水的生物凈化。
背景技術：
目前，對于鐵錳含量適中的地下水(鐵"mg/L，錳〈lmg/L)，采用生物除鐵除錳工程技術，選用單層濾料就可以實現鐵錳的同層深度去除；然而對于高鐵高錳地下水(鐵〉10mg/L,錳〉2mg/L),單層濾料生物濾池在培養過程中，反沖洗操作會造成濾層中濾料的混層，下部分表面積累了高價錳氧化物的濾料會部分地進入濾層上部，遇到進水中新鮮的Fe2+，高價錳氧化物便被還原為Mn、從而導致了濾層的出水Mn"濃度高于進水Mn"濃度。由于上述氧化還原反應的持續進行，濾料表面的生物膜就很難形成，因此，高鐵高錳地下水的生物凈化一直沒能解決。

發明內容
本發明的目的在于為高鐵高錳地下水提供了一種高效經濟的生物凈化濾層和凈化方法。
所述的凈化濾層由石英砂或者錳砂和鋪設于石英砂或者錳砂之上的無煙煤構成；其中，所述的石英砂層或者錳砂層的厚度為100~120cm;所述的無煙煤層的厚度為20 ~ 40cm;所述的石英砂或錳砂的粒徑為0. 6 ~ 2, Omm;所述的無煙煤層粒徑為l-2隨。
利用上述的凈化濾層凈化高鐵高錳地下水的方法，其特征在于，包括以下步驟
1 )在普通的下向流濾池底部的承托層之上依次鋪設石英砂層或者錳砂層和無煙煤層；
2) 接種鐵錳氧化菌在關閉濾層出水閥門的條件下，將高濃度鐵錳氧化菌菌液和含鐵含錳地下水混合均勻后通入濾層，待濾層浸沒水后停止進水，浸泡濾層幾天后，打開出水閥門，直至濾池放空；重復上述操作直至出水的鐵錳濃度小于進水的的鐵錳濃度即完成鐵錳氧化菌的接種；
3) 高鐵高錳地下水凈化濾池經過接種后，采用l-2m/h的濾速、反沖洗周期36-48h，反沖洗時間l-3min,反沖洗強度6-9L/(m、)運行,期間檢測濾池出水鐵錳濃度，直至濾層出水鐵濃度小于0.3mg/L，錳濃度小于0.1 mg/L,說明濾層已經培養成功；此后，逐漸提高濾速至5-6m/h的濾速，反沖洗周期24h-36h，反沖洗時間3-5min,反沖洗強度10-12L/(m2's)。濾層出水鐵濃度小于0.3mg/L，錳濃度小于0.1 mg/L且穩定，表明實現高鐵高錳地下水凈化。
本發明為高鐵高錳地下水提供了 一種高效經濟的生物凈化濾層和凈化方法。
具體實施例方式
濾層結構釆用采用普通下向流生物濾池，濾層由石英砂(或者錳砂)和
鋪設于石英砂(或者錳砂)之上的無煙煤構成；其中，所述的石英砂層(或者錳砂層)的厚度為100~120cm;無煙煤層的厚度為20 ~ 40cm;所述的石英砂或錳砂的粒徑為0. 6 ~ 2. Omm;所述的無煙煤層的組成為無煙煤，其粒徑為l-2mm。濾料的粒徑及各濾層的厚度視濾池進水Fe"、 Mn"濃度和過濾速度以及Fe"氧化速率而定。
在普通的下向流濾池底部的承托層之上依次鋪設石英砂層(或者錳砂層)和無煙煤層；取高濃度的鐵錳氧化菌菌液，其數量越多越好，在關閉濾層出水閥門的條件下，將高濃度鐵錳氧化菌菌液和待凈化含鐵含錳地下水混合均勻后通入濾層，待濾層浸沒水后停止進水，浸泡濾層幾天后打開出水閥門，直至濾池放空。重復上述操作幾次次，濾層出水鐵錳濃度有下降的趨勢，說明完成鐵錳氧化菌的接種。濾池經過接種后，采用低濾速(l-2m/h)、弱反沖洗強度(反沖洗周期36-48h,反沖洗時間l-3min,反沖洗強度6-9L/(m、))運行，期間檢測濾池出水鐵錳濃度，直至濾層出水鐵濃度小于0.3mg/L,錳濃度小于0.1mg/L。此后，逐漸提高濾速至正常濾速(5-6m/h)，增大反沖洗強度(反沖洗周期24h-36h,反沖洗時間3-5min，反沖洗強度10-12L/(m^s))。濾層出水鐵濃度小于0.3mg/L,錳濃度小于0.1mg/L且穩定，表明濾層培養成功，實現高鐵高錳地下水凈化。實施例1:
1)對于Fe^-13mg/L， Mn2+=2. 3mg/L地下水，無煙煤濾層的厚度為40cm,粒徑為1. 0_2. 0薩，錳妙、濾層的厚度為120cm，粒徑為1. 2-2. Omm。在關閉濾層出水閥門的條件下，將2400L濃度為lOVml鐵錳氧化菌菌液和上述要處理的含鐵含錳地下水混合均勻后通入濾層，待濾層浸沒水后停止進水，浸泡3
天后打開出水閥門，直至濾池放空。重復上述操作4次，此時濾層出水的鐵濃度小于10mg/L,錳濃度小于2mg/L,即完成鐵錳氧化菌的接種。濾池接種后，生物濾層在培養過程中的反沖洗周期48h,反沖洗時間3min，反沖洗強度9L/(m、)，期間檢測濾池出水，鐵錳濃度逐漸下降。40天后濾層出水鐵濃度小于0.3mg/L,錳濃度小于0.1 mg/L，此后生物濾層采用正常濾速5m/h,反沖洗周期為24h，反沖洗時間5min,反沖洗強度112L/(m2 s)。濾層出水鐵濃度小于0.3mg/L，錳濃度小于0.1 mg/L且穩定，表明濾層培養成功，實現高鐵高錳地下水凈化。實施例2:
對于Fe2+=8mg/L, Mn2+=1. 5mg/L的地下水。無煙煤濾層的厚度為30cm,粒徑為1. 0-2. Omm。石英砂、濾層的厚度為100cm,粒徑為0. 6-1. 2mm。在關閉濾層出水閥門的條件下，將2400L濃度為107ml的鐵錳氧化菌菌液和上述要處理的含鐵含錳地下水混合均勻后通入濾層，待濾層浸沒水后停止進水，浸泡3天后打開出水閥門，直至濾池放空。重復上述操作4次，直至出水的鐵錳濃度小于進水的的鐵錳濃度即完成鐵錳氧化菌的接種。濾池接種后，生物濾層在培養過程中的反沖洗周期48,反沖洗時間lmin,反沖洗強度7L/(m2 . s));期間檢測濾池出水，《失錳濃度逐漸下降。25天后濾層出水鐵濃度小于0.3mg/L,錳濃度小于0.1 mg/L;。此后生物濾層采用正常濾速5m/h,反沖洗周期36h，.反沖洗時間2min,反沖洗強度llL/(m2 s))。濾層出水鐵濃度小于0.3mg/L,錳濃度小于0.1mg/L且穩定，表明濾層培養成功，實現高鐵高錳地下水凈化。
權利要求
1、一種高鐵高錳地下水高效生物凈化濾層，其特征在于，所述的濾層由石英砂或者錳砂和鋪設于石英砂或者錳砂之上的無煙煤構成；其中，所述的石英砂層或者錳砂層的厚度為100～120cm；所述的無煙煤層的厚度為20～40cm；所述的石英砂或錳砂的粒徑為0.6～2.0mm；所述的無煙煤層粒徑為1-2mm。
2、 一種利用權利要求1所述的凈化濾層凈化高鐵高錳地下水的方法，其特征在于，包括以下步驟1) 在下向流濾池底部的承托層之上依次鋪設石英砂層和無煙煤層，或者錳砂層和無煙煤層；2) 接種鐵錳氧化菌在關閉濾層出水閥門的條件下，將鐵錳氧化菌菌液和含鐵含錳地下水混合均勻后通入濾層，待濾層浸沒水后停止進水，浸泡濾層幾天后，打開出水閥門，直至濾池放空；重復上述操作直至出水的鐵錳濃度小于進水的的鐵錳濃度即完成鐵錳氧化菌的接種；3) 高鐵高錳地下水凈化濾池經過接種后，采用l-2m/h的濾速、反沖洗周期36-48h,反沖洗時間l-3min,反沖洗強度6-9L/(m^s)運行,期間檢測濾池出水鐵錳濃度，直至濾層出水鐵濃度小于0.3mg/L,錳濃度小于0.1 mg/L說明濾層已經培養成功，此后，逐漸提高濾速至5-6m/h濾速，反沖洗周期24h-36h,反沖洗時間3-5min,反沖洗強度10-12L/(m2's)。
全文摘要
本發明屬于給水凈化領域。具體涉及到一種高鐵高錳地下水高效生物凈化濾層及凈化方法。所述的濾層由石英砂或者錳砂和鋪設于石英砂或者錳砂之上的無煙煤構成；石英砂層或者錳砂層的厚度為100～120cm，粒徑為0.6～2.0mm；所述的無煙煤層的厚度為20～40cm；粒徑為1-2mm。濾層凈化高鐵高錳地下水的方法步驟在普通的下向流濾池底部的承托層之上依次鋪設石英砂層或者錳砂層和無煙煤層；接種鐵錳氧化菌濾池經過接種后，采用低濾速、弱反沖洗強度運行，至濾層出水鐵濃度小于0.3mg/L，錳濃度小于0.1mg/L且穩定，此后，逐漸提高濾速至5-6m/h的濾速，反沖洗周期24h-36h，反沖洗時間3-5min，反沖洗強度10-12L/(m²·s)。本發明為高鐵高錳地下水提供了一種高效經濟的生物凈化濾層和凈化方法。
文檔編號B01D24/02GK101632880SQ200910090718
公開日2010年1月27日 申請日期2009年8月3日 優先權日2009年8月3日
發明者杰 張, 曾輝平, 冬 李 申請人:北京工業大學