【摘要】：自生物固錳除錳理論提出以來，生物除鐵除錳技術(shù)廣泛應(yīng)用于含鐵含錳水廠，然而我國各地的水文地質(zhì)構(gòu)造、環(huán)境條件不同，造成各地地下水水質(zhì)存在很大差別，生物除鐵除錳技術(shù)在推廣應(yīng)用過程中必然會(huì)出現(xiàn)各種新問題，需要進(jìn)行深入的研究，從而逐步完善生物除錳理論。當(dāng)含鐵錳地下水同時(shí)含有氨氮時(shí)，其啟動(dòng)周期會(huì)明顯延長；在生物除錳濾層中，生物去除氨氮與生物除鐵除錳之間的相互影響，以及氨氮硝化過程中產(chǎn)生的亞硝氮對生物除錳的影響，需要進(jìn)一步研究。 為此本文主要研究雙層濾料、回流以及雙層濾料回流對高鐵錳氨氮地下水生物凈化濾柱啟動(dòng)周期的影響，鐵錳氨氮濁度同時(shí)去除，鐵錳氨氮去除時(shí)三者之間的相互影響，亞硝氮對生物除錳的影響，以及不同階段濾層中菌群分布狀況的變化。主要得出以下結(jié)論： 采用單層濾料不回流、單層濾料回流、雙層濾料不回流、雙層濾料固定回流比、雙層濾料變動(dòng)回流比啟動(dòng)高鐵錳氨氮地下水生物凈化濾柱時(shí)的啟動(dòng)時(shí)間分別為103天、81天、82天、61天、51天。啟動(dòng)初期，濾柱對鐵有很好的去除效果，對氨氮的去除率較低，錳的去除主要靠錳砂的吸附；培養(yǎng)成熟后，鐵錳氨氮主要在0~0.4m處去除，但錳到0.8m處才能降到0.05mg/L以下。采用雙層濾料、回流以及雙層濾料回流均能有效縮短其啟動(dòng)時(shí)間，啟動(dòng)過程中鐵、錳、氨氮的達(dá)標(biāo)順序依次為：鐵、氨氮、錳。 反沖洗周期、強(qiáng)度、時(shí)間改變后，各濾柱對鐵錳氨氮的去除效果幾乎沒有影響。反沖洗周期越短，反沖洗強(qiáng)度越強(qiáng)，反沖洗時(shí)間越長，出水濁度越低。濁度主要在濾層的0~0.4m處去除，濁度的去除與濾層厚度無關(guān)。反沖洗后約20min，60min，出水濁度分別降到了1NTU、0.5NTU以下。反沖洗參數(shù)的改變對濁度的去除效果有明顯影響。 在進(jìn)水總鐵、錳、氨氮的濃度分別為6~12mg/L，0.9~1.3mg/L，0.9~1.3mg/L，水溫8℃，濾速6m/h，進(jìn)水溶解氧為約11.5mg/L的試驗(yàn)條件下，進(jìn)水中錳、氨氮的極限去除濃度分別為10.5mg/L，2.5mg/L。錳極限去除濃度受進(jìn)水溶解氧的影響，氨氮限濃度的提高受到進(jìn)水溶解氧不足的制約；進(jìn)水中錳的升高對鐵和氨氮的去除效果沒有影響，進(jìn)水中氨氮的升高對鐵和錳的去除效果也沒有影響。 當(dāng)進(jìn)水溶解氧充足時(shí)，鐵錳氨氮在濾層中的去除位置分別為0~0.3m，0.2~0.8m，0~0.4m。當(dāng)進(jìn)水溶解氧分別降到約6.5mg/L、6mg/L、5mg/L、4mg/L時(shí)，鐵、錳能夠全部去除，出水中的氨氮隨進(jìn)水溶解氧的降低而升高，去除順序?yàn)椋鸿F、錳、氨氮。在進(jìn)水溶解氧的降低過程中，鐵、錳、氨氮的氧化速率沒有受到明顯影響。當(dāng)進(jìn)水中總鐵的濃度達(dá)到約10mg/L時(shí)，氨氮的氧化速率明顯降低；當(dāng)進(jìn)水中錳的濃度超過3mg/L時(shí)，，氨氮的去除效果明顯受到影響；但是當(dāng)進(jìn)水氨氮小于2.5mg/L時(shí)，氨氮對鐵錳的去除效果沒有影響。 當(dāng)進(jìn)水中錳的濃度為約2mg/L，亞硝氮的濃度為約0.05~0.5mg/L時(shí)，在厭氧條件下，亞硝氮與高價(jià)錳氧化物在濾柱內(nèi)不能發(fā)生反應(yīng)。在好氧條件下，亞硝氮對生物除錳在2h內(nèi)有較明顯的影響。當(dāng)進(jìn)水中的氨氮從約1.1mg/L升高到約1.5mg/L后，亞硝氮在濾柱內(nèi)積累，生物除錳效果受到明顯影響，3天后除錳效果恢復(fù)，但是鐵的去除沒有受到影響。 培養(yǎng)成熟的濾層中有兩種菌：古菌、細(xì)菌，其中古菌的數(shù)量很少。濾層中的古菌主要屬于廣古菌門和泉古菌門，濾層中的細(xì)菌主要屬于變形菌門、擬桿菌門、放線菌門、厚壁菌門、硝化菌螺旋門，濾層中確認(rèn)的科主要有：黃桿菌科、鐵細(xì)菌科、從毛單胞菌科、疣微菌科、亞硝化單胞菌科、嗜甲基菌科、豐佑菌科、噬菌弧菌科、微桿菌科等。當(dāng)進(jìn)水溶解氧為約6mg/L、4mg/L時(shí)，濾層中細(xì)菌的門主要有：變形菌門、擬桿菌門、放線菌門、厚壁菌門、硝化菌螺旋門、TM7、疣微菌門等7個(gè)門，溶解氧對變形菌門、擬桿菌門、放線菌門、厚壁菌門、硝化菌螺旋門的生長均有明顯影響，TM7、疣微菌門能夠適應(yīng)低溶解氧條件。濾層中能確認(rèn)的科主要有毛單胞菌科、鐵細(xì)菌科、黃桿菌科、腐螺旋菌科、嗜甲基菌科、豐佑菌科。
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【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU991.2;X172

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2273117