一种高铁锰地下水生物净化滤层快速启动方法

摘要

一种高铁锰地下水生物净化滤层快速启动方法属于给水净化领域。在原有系统曝气池和滤池的基础上增加循环水池，经由管道之间的连接构成闭路循环系统，除铁除锰菌液接入滤池后，加入曝气后地下水至滤池，然后关闭地下水进水，开启滤池放空阀，滤池过滤后的水经由管道进入循环水池，在循环水池中利用设置的循环水泵将水送入曝气池再度曝气后通过进水阀再度进入滤池进行过滤，其余滤池阀门均关闭，进行闭路循环过滤。逐步降低循环水流量与地下水流量之比直至全部采用地下水；待滤池出水铁锰浓度分别小于0.3mg/L和0.1mg/L且稳定运行72h以上时，即说明生物滤层已经启动成功。本发明为高铁高锰地下水提供了快速启动方法。

说明书

技术领域：

本发明属于给水净化领域。具体涉及到含高浓度铁锰离子地下水 的生物净化滤层的快速启动。

背景技术：

目前，对于铁锰含量适中的地下水(铁＜5mg/L，锰＜1mg/L)，采 用生物除铁除锰工程技术进行处理，生物滤层的启动周期一般在1～2 个月；然而对于高铁高锰地下水(铁＞10mg/L，锰＞1mg/L)，启动周 期一般在半年以上(6～8个月，甚至更长)，在启动过程中，高浓度 的亚铁离子对于除锰生物滤层的成熟影响为：(1)高浓度亚铁离子在 滤层中氧化后截留于滤层中，不仅会覆盖滤料表面的除锰微生物造成 其活性降低，而且会加速滤层的堵塞致使滤池反冲洗频率的加大，从 而冲刷滤料表面积累的除锰微生物，造成除锰微生物的大量流失。(2) 高浓度亚铁离子会与除锰生物膜的重要组成高价锰氧化物发生氧化 还原反应，致使高价锰氧化物被还原成Mn²⁺，滤层中逐渐积累的除 锰生物膜的解构。，因此，高铁高锰地下水的生物净化滤层的启动一 直是个难题。

生物除铁除锰工艺通常包含图示1中的曝气池和滤池，常规启动 方法如下：采用高浓度除铁除锰菌液(当地水源中分离的铁锰氧化细 菌进行扩增培养，培养基为常规Winogradsky培养基：NH₄NO₃ 0.5g/L， NaNO₃ 0.5g/L，K₂HPO₄ 0.5g/L，MgSO₄·7H₂O 0.5g/L，CaCl₂·6H₂O 0.2g/L，柠檬酸铁铵10.0g/L，PH自然，121℃灭菌20min)一次 接入滤池的接种方式，通入经过曝气后的地下水，在滤速1～8m/h下 进行生物滤层的正常运行培养；滤池运行时进水阀③以及出水阀⑥开 启，反冲洗排水阀④、反冲洗进水阀⑤以及放空阀⑦关闭，地下水从 曝气池②经由进水阀③进入滤池①，水经滤池过滤后再经由出水阀⑥ 进入清水池。待滤池出水铁锰浓度分别小于0.3mg/L和0.1mg/L且稳 定运行72h以上时，即说明生物滤层已经启动成功。

发明内容：

本发明的目的在于为高铁高锰地下水提供了一种生物净化滤层 的快速启动方法。

一种高铁锰地下水生物净化滤层快速启动方法，其特征在于：在 原有系统曝气池和滤池的基础上增加循环水池，经由管道之间的连接 构成闭路循环系统，启动方法步骤如下：除铁除锰菌液接入滤池后， 加入曝气后地下水至滤池，然后关闭地下水进水，开启滤池放空阀， 滤池过滤后的水经由管道进入循环水池，在循环水池中利用设置的循 环水泵将水送入曝气池再度曝气后通过进水阀再度进入滤池进行过 滤，其余滤池阀门均关闭，进行闭路循环过滤，按照滤速1～8m/h运 行48～120h后，开启地下水进水，并保持循环水流量与地下水流量之 比10～30之间，在滤池出水锰离子浓度下降为地下水锰离子浓度的 50％后，逐步降低循环水流量与地下水流量之比直至全部采用地下水 进行过滤；待滤池出水铁锰浓度分别小于0.3mg/L和0.1mg/L且稳定 运行72h以上时，即说明生物滤层已经启动成功，此后滤池运行时关 闭放空阀，开启出水阀，过滤后水进入清水池。

本发明中所指高铁高锰地下水为铁离子浓度10～30mg/L，锰离子 浓度1～4mg/L。

生物滤池快速启动系统：在原有的曝气池及滤池的基础之上增加 循环水池。

生物滤池快速启动方法：在工艺启动培养生物滤层初期，利用循 环水池进行循环接种，并收集处理未达标的低铁高锰水(铁浓度小于 0.3mg/L)后泵入曝气池进行回用，并适当加入部分地下水(循环水 流量与地下水流量之比，以下称回流比＝10～30)进行铁以及其他营养 物质的补充，从而创造低铁高锰水质(原水铁浓度10～30mg/L时，可 控制滤池进水铁浓度1～2mg/L)进行生物滤层的启动。可以缩短高浓 度亚铁离子对生物除锰滤层启动的影响，将原来高铁高锰水质条件下 生物滤池的启动周期由原来的6～8个月缩短至1～2个月。

利用上述的高铁高锰地下水生物净化滤池快速启动系统及方法， 其特征在于，包括以下步骤：

1)生物滤池快速启动系统除了包含常规的曝气池和滤池外，还 包含循环滤池。

2)在滤池接种时，采用高浓度除铁除锰菌液接入滤池后，加入 曝气后地下水至滤池正常过滤水深，然后利用循环水池(在条件可以 的情况下可以利用净水厂的任何可利用的水池充当循环水池)进行闭 路循环48～120h。

3)在滤池启动初期，充分利用循环水池(在条件可以的情况下 可以利用净水厂的任何可利用的水池充当循环水池)将滤池过滤后的 水回用，为高铁高锰地下水净化的启动过程创造低铁环境，并混入部 分地下水为生物滤层提供其他的营养物质；

本发明为高铁高锰地下水提供了一种生物净化滤层的快速启动 系统与方法。

附图说明

图1常规启动系统。

图2本发明启动系统。

①滤池        ②曝气池③进水阀④反冲洗排水阀

⑤反冲洗进水阀⑥出水阀⑦放空阀⑧循环水池

具体实施方式：

本发明生物除铁除锰系统在原有系统曝气池和滤池的基础上增 加图示2中的循环水池，经由管道之间的连接构成闭路循环系统。启 动方法如下：采用高浓度除铁除锰菌液(当地水源中分离的铁锰氧化 细菌进行扩增培养，培养基为常规Winogradsky培养基：NH₄NO₃0.5g/L，NaNO₃ 0.5g/L，K₂HPO₄ 0.5g/L，MgSO₄·7H₂O 0.5g/L， CaCl₂·6H₂O 0.2g/L，柠檬酸铁铵10.0g/L，PH自然，121℃灭菌 20min)接入滤池后，加入曝气后地下水至滤池正常过滤水深，然后 关闭地下水进水，开启滤池放空阀⑦，滤池过滤后的水经由管道进入 循环水池，在循环水池中利用设置的循环水泵将水送入曝气池再度曝 气后通过进水阀③再度进入滤池进行过滤，其余滤池阀门④⑤⑥均关 闭，进行闭路循环过滤(滤速1～8m/h)运行48～120h。此后，开启地 下水进水，并保持循环水流量与地下水流量之比10～30之间，在滤池 出水锰离子浓度下降为地下水锰离子浓度的50％后，逐步降低回流比 直至全部采用地下水进行过滤。待滤池出水铁锰浓度分别小于 0.3mg/L和0.1mg/L且稳定运行72h以上时，即说明生物滤层已经启 动成功，此后滤池运行时关闭放空阀⑦，开启出水阀⑥，过滤后水进 入清水池。

实施例1：

对于Fe²⁺＝22mg/L，Mn²⁺＝2.0mg/L地下水，采用高浓度除铁除 锰菌液接入滤池后，加入曝气后地下水至滤池正常过滤水深，然后 进行闭路循环过滤(采用滤速2m/h)，此时不再在系统中加入地下 水，滤池放空阀⑦开启，滤池过滤后的水经由管道进入循环水池， 在循环水池中利用设置的循环水泵将水送入曝气池再度曝气后通过 进水阀③再度进入滤池进行过滤，其余滤池阀门④⑤⑥均关闭。运 行72h之后，加入地下水混合循环水进行过滤，采用回流比(循环 水流量与地下水流量之比)取22，控制滤池进水铁离子浓度1mg/L 左右波动，过滤水由滤池放空阀排入反冲洗排水槽后进入反冲洗废 水库回用，此时过滤滤速2m/h，反冲洗周期120h，反冲洗时间3min， 反冲洗强度8L/(m²·s)。期间检测滤池出水，30d后，出水锰浓度下 降至1.0mg/L左右，此后不断缩小回流比，直至最后全部采用原水 进行过滤，分四个阶段：(1)回流比10，此时进水铁离子浓度为2mg/L 左右，锰离子浓度由1.1mg/L～1.4mg/L之间波动，过滤滤速2m/h， 反冲洗周期96h，反冲洗时间3min，反冲洗强度8L/(m²·s)。(2)3d 后，回流比5，此时进水铁离子浓度为5mg/L左右，锰离子浓度在 1mg/L左右波动，过滤滤速2m/h，反冲洗周期72h，反冲洗时间3min， 反冲洗强度8L/(m²·s)。(3)5d后，回流比2，此时进水铁离子浓度 为9mg/L左右，锰离子浓度在1mg/L左右波动，过滤滤速2m/h，反 冲洗周期72h，反冲洗时间4min，反冲洗强度9L/(m²·s)。(4)3d 后，直接采用原水过滤，过滤滤速2m/h，反冲洗周期48h，反冲洗 时间4min，反冲洗强度9L/(m²·s)。5d后滤池出水铁浓度小于 0.3mg/L，锰浓度小于0.1mg/L，稳定运行72h后表明滤层启动成功， 实现了高铁高锰地下水生物净化滤层的快速启动(总耗时52d)。

实施例2：

对于Fe²⁺＝15mg/L，Mn²⁺＝1.5mg/L的地下水，采用高浓度除铁除 锰菌液接入滤池后，加入曝气后地下水至滤池正常过滤水深，然后进 行闭路循环过滤(采用滤速4m/h)，此时不再在系统中加入地下水， 滤池放空阀⑦开启，滤池过滤后的水经由管道进入循环水池，在循环 水池中利用设置的循环水泵将水送入曝气池再度曝气后通过进水阀 ③再度进入滤池进行过滤，其余滤池阀门④⑤⑥均关闭。运行48h之 后，加入地下水混合循环水进行过滤，采用回流比(循环水流量与地 下水流量之比)取15，控制滤池进水铁离子浓度1.3mg/L左右波动， 过滤水由滤池放空阀排入反冲洗排水槽后进入反冲洗废水库回用，此 时过滤滤速4m/h，反冲洗周期96h，反冲洗时间3min，反冲洗强度8 L/(m²·s)。期间检测滤池出水，23d后，出水锰浓度下降至0.8mg/L左 右，此后不断缩小回流比，直至最后全部采用原水进行过滤，分四个 阶段：(1)回流比8，此时进水铁离子浓度为2mg/L左右，锰离子浓 度由1.0mg/L之间波动，过滤滤速4m/h，反冲洗周期72h，反冲洗时 间3min，反冲洗强度8L/(m²·s)。(2)3d后，回流比2，此时进水铁 离子浓度为6mg/L左右，锰离子浓度在1mg/L左右波动，过滤滤速 4m/h，反冲洗周期72h，反冲洗时间4min，反冲洗强度9L/(m²·s)。(4) 3d后，直接采用原水过滤，过滤滤速4m/h，反冲洗周期48h，反冲 洗时间4min，反冲洗强度9L/(m²·s)。5d后滤池出水铁浓度小于 0.3mg/L，锰浓度小于0.1mg/L，稳定运行72h后表明滤层启动成功， 实现了高铁高锰地下水生物净化滤层的快速启动(总耗时39d)。