论文部分内容阅读
地下水是我国居民生活用水、工业用水的重要水源。由于水污染未得到有效控制,一些地区的地下水已经受到不同程度的污染,导致氨氮及CODMn超标,加之原生的铁和锰,形成复合型微污染地下水,其中各污染物的去除相互影响,大大增加了地下水处理的难度。因此,同时去除地下水中铁、锰、氨氮和CODMn,已经成为饮用水处理的一个重要课题。采用地下水除铁除锰常用的曝气—过滤处理工艺,接种复配优势菌,强化滤池净化功能,达到有效处理复合型微污染地下水的目的。研究内容包括三部分:一,除铁锰细菌、除氨氮细菌复壮及筛选;二,除铁锰细菌、除氨氮细菌复配试验;三,优势菌种复配法处理地下水现场中试。通过对原有八株优势除铁锰、除氨氮菌进行复壮、驯化,筛选出净水能力较强的除铁锰细菌T2、T3、T4、T5和除氨氮细菌X2。经过1个多月的驯化,把长时间低温保藏的除铁锰、除氨氮细菌重新恢复活性,使已经衰退的净水能力得到提升。除铁锰菌在整个驯化过程中表现出这样的特征,即:驯化初期各菌种对污染物的净化效果提升较慢,驯化中期提高较快,到20天之后,去除率的提高幅度开始下降,个别去除率甚至略有下降。除氨氮菌则在驯化初期对氨氮的去除率就恢复到较高水平,如X2驯化10天就从9.0%上升到34.9%,随后上升趋势开始缓和,直至驯化结束。实际滤池中去除水中污染物需要一个复杂的生物系统,其中占优势的不可能是单独的一种生物,而是一个占优势的系统组合。因此,对筛选出的除铁锰菌和除氨氮菌进行了两两复配和综合复配试验。通过20组均匀综合复配试验,拟合出优势菌组合48小时对模拟水中锰平均去除率YMn目标函数方程:YMn=0.156+2.68X1+1.33X2-2.19X3-0.673X4+4.14X1 2-3.21X22-0.352X32+0.421X42+3.12X1X2+2.37X1X3-1.30X1X4+1.24X2X3-1.13X24+4.72X3X4经计算得到最佳优势菌种配比 T2:T3:T4:T5:X2=0.36:0.19:0.06:0.31:0.08。经过验证,最佳复配组合的净水效果要比其他复配组合好,48小时对模拟水中铁、锰、氨氮的平均去除率分别达到了 94.7%、66.6%、58.6%。采用最佳优势菌复配比例,将菌种接种至水厂现场中试（曝气—过滤工艺）的滤罐中。试验期间原水铁浓度为0.23～1.3mg/L,锰为7.38～8.38mg/L,氨氮为1.49～1.98mg/L,CODMn为2.73～3.54mg/L。试验结果表明,在1.0m/h～1.5m/h滤速下,出水铁、锰、氨氮和CODMn4项指标均达到饮用水标准。由此证明,采用跌水曝气—生物接触过滤工艺,同步去除复合型微污染地下水中铁、锰、氨氮和CODMn是可行的。由于原水中锰浓度较高,因而锰的去除是关键。接种复配优势菌种的滤罐,滤料成熟期明显缩短,从正常的60～70天左右,缩短到40～50天,验证了复配菌种组合的净水能力。通过对滤罐沿滤层厚度净水效果的研究,发现氨氮与锰可以在空间上同步去除,前者对生物除锰并没有直接抑制,其影响主要表现在对溶解氧的争夺。锰和氨氮在滤罐的高效去除空间很大部分重合:1m/h滤速下,锰去除空间为10～110cm左右,氨氮为0～110cm左右;3m/h滤速下,二者去除空间下移至40～150cm左右。同步去除铁、锰、氨氮和CODMn时,溶解氧的作用至关重要,尤其是滤层的中下部的溶解氧不足,严重制约锰的去除效果。