臭氧-生物沸石去除微污染原水中铁、锰的试验研究

摘要

在充分综述国内外相关文献和试验研究成果的基础上,针对我国自来水厂水源水水质下降,常规处理工艺难以保证饮用水的安全卫生要求的现状,在新的水污染形势下,研究微污染原水的处理技术是重要而迫切的;开展微污染原水中铁、锰的去除研究与加深对生物除铁除锰的认识很有必要。本文以沸石为填料,分别研究了天然沸石静态吸附、生物沸石和臭氧-生物沸石对模拟微污染原水中铁、锰的去除效果,并探讨了相关因素对除铁除锰的影响。并对影响因素的作用规律进行了探讨;最后在最优工艺参数下检验了整体运行效果。得到的主要结论有:
　　 静态吸附试验:沸石的吸附具有“快速吸附,缓慢平衡”的特点;铁或锰的存在能使对方单一被沸石吸附的吸附量下降,存在竞争吸附;其他因素都有一定的影响;
　　 生物沸石试验:本试验挂膜启动采用接种挂膜,经过22天的运行,CODMn的去除率基本稳定在25％左右,同时镜检沸石表面生物相良好并稳定,据此认为本次挂膜成功;挂膜期间铁、锰的去除率稳定在40％左右;水力负荷对除铁的影响比锰大;铁、锰高去除率温度范围为10-15℃;亚铁离子参与了锰的去除反应,但锰的去除率不随亚铁离子浓度的增加而增长,亚铁离子浓度存在一个临界值。反冲洗周期为4天。反冲洗时间为10min,冲洗强度为10L/(s.m2)。铁的去除主要集中在滤层厚度30cm以上的范围内,而锰的去除是沿着滤层厚度逐级去除的。
　　 臭氧生物沸石试验:本试验的臭氧最佳投加量为2.04mg/L,臭氧最佳接触时间为10min;在最佳工艺参数下整体运行臭氧生物沸石工艺对铁的去除率最大提高了26％。对锰的去除率最大提高了30％。该工艺在反冲洗后去除能力恢复较快,且耐进水浓度变化能力强。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 微污染原水的处理技术现状

1.2.1 常规处理工艺的强化

1.2.2 预处理技术

1.2.3 深度处理技术

1.3 除铁除锰技术概述

1.3.1 除铁技术的研究概况

1.3.2 除锰技术的研究概况

1.4 沸石用于饮用水水处理研究概况

1.4.1 天然沸石在水处理中的应用

1.4.2 改性沸石在水处理中的应用

1.4.3 人工合成沸石在水处理中的应用

1.4.4 生物沸石在水处理中的应用

1.5 课题的提出和主要内容

第二章 试验材料与方法

2.1 试验期间进水水质

2.2 试验沸石填料介绍

2.3 试验工艺装置流程

2.4 主要实验方法

2.5 分析项目和检测方法

2.5.1 铁的测定

2.5.2 锰的测定

2.5.3 高锰酸盐指数的测定

2.5.4 臭氧浓度的测定

2.6 主要试剂和仪器

2.6.1 主要试验试剂

2.6.2 试验仪器与设备

第三章 天然沸石静态吸附试验研究

3.1 试验方法

3.2 实验结果与分析

3.2.1 搅拌时间对吸附的影响

3.2.2 铁锰共存对吸附的影响

3.2.3 沸石粒径对吸附的影响

3.2.4 溶液pH值对吸附的影响

3.2.5 沸石用量对吸附的影响

3.2.6 铁锰浓度对吸附的影响

3.2.7 沸石改性对吸附的影响

3.3 本章小结

第四章 生物沸石去除微污染原水铁锰试验研究

4.1 生物沸石的挂膜启动

4.1.1 挂膜启动的影响因素

4.1.2 挂膜启动期间处理效果

4.2 生物沸石除铁除锰影响因素研究

4.2.1 水力负荷对生物除铁除锰的影响

4.2.2 水温对生物除铁除锰的影响

4.2.3 亚铁离子对生物除锰的影响

4.2.4 反冲洗对生物除铁除锰的影响

4.2.5 滤层厚度对生物除铁除锰的影响

4.3 本章小结

第五章 臭氧生物沸石去除微污染原水铁锰试验研究

5.1 臭氧驯化

5.2 臭氧投加量

5.3 臭氧接触时间

5.4 臭氧生物沸石去除微污染原水铁锰效果

5.5 本章小结

第六章 结论和建议

6.1 主要结论

6.2 建议

参考文献

致谢

附录