推荐产品/product
全国咨询热线
18595812566 18569998500陶粒/锰砂双层滤池去除地下水中的铁锰
摘要：利用陶粒-锰砂双层滤料滤池，采用接触氧化-药剂氧化法，可同时去除地下水中铁和锰。经该工艺处理后出水浊度、pH值、二价铁和锰离子均达到国家饮用水标准。同时该工程具有出水水质稳定，能耗低，占地面积小，造价低，操作简单等优点，适用于地下水的饮用水处理。
地下水除铁除锰技术历来就是一项重要的研究课题，主要有自然氧化工艺、接触氧化工艺和生物除铁锰工艺。目前在地下水除铁锰工艺中，主要是采用接触氧化法，其处理工艺是一级曝气除铁、二级曝气除锰，工艺流程相对较长，处理费用偏高，除锰效果很不稳定；生物固锰除锰技术，主要是在滤池中接种锰氧化细菌，经过培养，滤料成熟后，对锰有很好的去除效果，在生物滤层中可以同时去除铁锰。但菌种培养费用较高，而且菌种培养、驯化需要较长时间（至少40d），操作复杂，工程中推广较难。单层锰砂滤料应用广泛，但滤料需要较长的成熟期，成熟期30-90d，成熟的滤料才具有除锰功能，因此操作相对复杂。
本研究的目的是改进现行的除铁锰工艺及设备，简化工艺流程、降低设备投资、取消滤料成熟期、降低运行成本和简化操作程序，以利于在工程中应用。该工艺流程与传统接触氧化法除铁除锰工艺流程相似，但在如下几个方面作了改进：
①简化了工艺流程，只采用一级曝气、过滤处理单元，取消二次曝气、过滤设备，曝气为射流曝气，取消曝气池；利用高锰酸钾药剂快速氧化水中锰，同时利用锰砂的自催化作用，通过滤层去除水中的锰，滤料无需成熟期，铁锰去除在同一滤池内完成。
②滤池为陶粒-锰砂池，滤料为陶粒和锰砂的组合。
③滤池采用新式配气配水系统，反冲洗效果好，设备运行可靠。
1 工艺流程及设计参数
1.1工艺流程
工艺流程如图1所示。
该工艺流程与传统接触氧化法除铁除锰工艺流程相似，区别在于减少一个滤池、减少除铁、除锰池之间的提升泵以及二次曝气设备，铁锰的去除在同一滤池内完成。陶粒-锰砂池为双层滤料滤池，其特点是采用新的配气配水系统，运行更可靠。
1.2运行参数
①过滤速度：滤速6-10m/h。
②滤层厚度：滤层总厚度为1800mm（原水中铁锰浓度高时，滤层可加厚），上部为陶粒，厚度950mm，陶粒呈椭球状，粒径3.0-5.0mm，密度1.54g/cm3；下部为锰砂，球形，粒径1.2-2.0mm，厚度850mm，密度2.74g/cm3。
③过滤水头损失：一般取2.0m。
④反冲洗强度：气冲强度17L/（m2·s），水冲强度15-16L/（m2·s）。
⑤反冲洗时间与单位耗水量、耗气量：气冲时间5min，单耗气量4.5-5.5m3/m2）；水冲历时3min，单耗水2.5-4.0m3/m2。
⑥供气量：处理水量与供气量之比为1：（0.4-0.5），可满足处理要求。
⑦药剂量：K2MnO4在理论上的投加量为1.9mg/L，但实际较佳药剂投加量为5.0mg/L。
2陶粒-锰砂滤池除地下水中铁和锰装置的工艺特点
①工艺流程简单、投资省。该工艺与传统二级接触氧化滤池相比较，由于除铁和除锰在同一池内完成，减少了二级除锰滤池及二次曝气设备，节省了除铁除锰池之间的提升泵，在处理水量相同时，占地面积可减小1/2，设备投资可降低1/3-1/4。
②效果好。传统处理工艺出水铁、锰，尤其是锰多数不合格的现象是很普遍的，不仅我国如此，调查显示，美国40%-50%的水厂出水中铁、锰超标。生物除铁除锰滤池效果较好，但需要较长的滤料成熟期，操作和管理较麻烦。用陶粒-锰砂滤池去除地下水中铁和锰，出水铁、锰含量完全符合国家饮用水标准（GB 5749-85）。
③操作简便。由于滤料无需成熟期，设备安装完后即可投产运行；加药采用计量泵，进水、出水和反冲洗废水排放由电磁阀自动控制，自动化程度高，操作简单。
④滤池为非溢流双层滤料滤池，其特点是采用独特的纵、横布气布水管的底板系统和侧向排水技术。采用气水联合反冲洗，并且可以高强度水冲，有效地去除滤料表面的铁泥，同时轻质陶粒滤料不流失。
3、应用实例
海龙镇煤田102队饮用水为地下水，原有一套地下水除铁锰设备，因设备老化，加之除锰效果较差，而无法正常运行。采用接触氧化-药剂氧化技术对原处理设备进行技术改造，利用原来的清水池。处理量300m3/d。利用陶粒-锰砂双层滤池处理后的出水水质符合国家饮用水标准，进、出水水质见表1。
表1 进出水水质
| 项目 | 进水 | 出水 | 去除率/% |
| 高锰酸盐指数/（mg·L-1） | 4.8 | 1.7 | 64.6 |
| 色度/（mg·L-1） | 28.5 | 5.0 | 83.9 |
| ρ（浊度）/NTU | 10.0 | 0.45 | 95.5 |
| ρ（Fe2+）/（mg·L-1） | 6.8 | 0.06 | 99.1 |
| ρ（Mn2+）/（mg·L-1） | 12.9 | 0.02 | 98.4 |
| 大肠菌群/（个·L-1） | - | ＜3 | - |
| ρ（NH3-N）/（mg·L-1） | 1.3 | 0.13 | 90.8 |
| pH值 | 5.9 | 7.1 | - |
| ρ（氰化物）/（mg·L-1） | ＜0.01 | - | - |
设备运行1年来处理效果稳定、出水水质合格，该工艺与常规工艺比较，除铁除锰在同一池中完成，省去1个滤池和中间提升泵，因此，设备投资可减少1/4，可节电0.125kW·h/m3。该工艺高锰酸钾药耗为4.0-6.0 mg/L，反冲洗耗水量为3.0m3/m2，电耗0.125kW·h/m3，处理成本0.19元/m3。
4、结论
①Fe2+，Mn2+性质相近，在地下水中同时存在，经陶粒-锰砂滤池可同时被去除，同时高锰酸盐指数、色度、浊度、pH值、氨氮均明显改善，出水水质好。
②该工艺结构紧凑占地面积小，设备投资少，操作简便、易管理。
③与传统处理工艺比较，可节电0.15-0.2kW·h/m3。
④该工艺特别适用于小型水处理厂，替代一级除铁、二级除锰的接触氧化法工艺。
上一篇：衡量滤料性能的主要指标有哪些
下一篇：人造多彩鹅卵石及其制备方法
推荐文章
