【摘要】：這些年來,季節(jié)性錳污染爆發(fā)的頻繁讓很多水廠無從下手,這也導(dǎo)致一些水務(wù)運營單位也對飲用水除錳技術(shù)越來越重視,縱觀我國整個飲用水凈化歷史就會發(fā)現(xiàn),飲用水除錳技術(shù)以前一直都在地下水領(lǐng)域開展,針對于情況復(fù)雜的地表水季節(jié)性錳超標(biāo)問題卻少有研究。本文就針對與地表水錳污染問題,利用自來水廠內(nèi)高密度沉淀池回流污泥中存在的除錳微生物來進(jìn)行生物除錳的探索和進(jìn)一步研究,然后再利用污泥塘污泥培養(yǎng)掛膜的生物填料聯(lián)合生物活性炭形成生物炭-生物膜工藝,探討其生物除錳能力和其他綜合凈水能力,具體研究如下:1)通過對水廠高密度沉淀池的排泥水和濾池反沖洗水的研究和分析可知,水廠污泥塘內(nèi)的原生污泥具有一定程度的生物除錳能力。當(dāng)通過對原生污泥的強(qiáng)化曝氣反應(yīng)一段時間后,污泥內(nèi)微生物呈現(xiàn)出一種高效的除錳能力。隨后啟動多組仿SBR反應(yīng)器以及一系列燒杯試驗,探究在各種外部條件變動下,內(nèi)置污泥的反應(yīng)器除錳能力變化的趨勢。在污泥濃度為1250mg/L的燒杯中外加5mg/L的Mn~(2+),強(qiáng)化曝氣20min后的Mn~(2+)去除率為72.8%,隨后反應(yīng)速率放緩,并在120min之后Mn~(2+)濃度最終穩(wěn)定在0.5mg/L左右;研究發(fā)現(xiàn)微生物強(qiáng)化曝氣除錳反應(yīng)符合二級動力學(xué)模型;反應(yīng)器進(jìn)水Mn~(2+)濃度越大,反應(yīng)速率越快,Mn~(2+)去除率越高。Fe~(2+)濃度對微生物除錳反應(yīng)有促進(jìn)作用,最佳投加濃度為2mg/L,另一方面Fe~(2+)的存在對反應(yīng)的可持續(xù)性有重要的影響,長時間內(nèi),沒有Fe~(2+)參與的反應(yīng)器會喪失除錳能力。溫度對微生物除錳反應(yīng)器能有一定的促進(jìn)作用,但影響不明顯,40℃情況下比10℃時去除率提高10%;反應(yīng)器內(nèi)pH值低于3.5時,會有Mn~(2+)析出,造成出水Mn~(2+)濃度上升,當(dāng)pH環(huán)境為中性或堿性時,反應(yīng)器運行良好。有機(jī)物爆發(fā)初期會對微生物除錳造成一定干擾,但是一段時間后微生物除錳恢復(fù)原狀。最終,當(dāng)溫度為30℃,pH為微堿性并且保證有足夠的Fe~(2+)投加時,微生物除錳反應(yīng)器運行狀態(tài)最佳,Mn~(2+)去除率可達(dá)97%以上,出水Mn~(2+)濃度為0.05mg/L,符合國家飲用水出水標(biāo)準(zhǔn),此時其他出水指標(biāo)中僅有氨氮有明顯降低,濁度甚至有所上升。2)以微生物除錳為核心,構(gòu)建了生物炭-生物膜聯(lián)用反應(yīng)系統(tǒng),研究在此系統(tǒng)下搭建的新型反應(yīng)器在微污染水源綜合凈水體系下的應(yīng)用,主要考查其對Mn~(2+)、COD_(Mn)、氨氮、總氮、濁度的去除效果以及影響去除效果的因素。反應(yīng)系統(tǒng)保證高錳進(jìn)水的同時,投加少量聚合氯化鋁鐵和活性炭粉末,反應(yīng)器的上半部分為好氧區(qū),由生物填料和曝氣裝置組成,下半部分由積累的活性炭形成缺氧部分,反應(yīng)器啟動大約一個月后形成穩(wěn)定的生物炭-生物膜聯(lián)用工藝。結(jié)果表明:在生物炭-生物膜反應(yīng)系統(tǒng)中,當(dāng)流量為3L/h,進(jìn)水Mn~(2+)濃度為5mg/L時,Mn~(2+)的出水濃度在0.01mg/L左右,去除率大于99%;隨著反應(yīng)器流量的增加,Mn~(2+)去除效果呈下降趨勢,當(dāng)流量為9L/h時,出水Mn~(2+)濃度接近0.1mg/L。COD_(Mn)、UV_(254)、氨氮和總氮的去除率都與流量呈反比,當(dāng)流量≤5L/h時,去除率分別處于36%、52%、94%和44%以上,當(dāng)流量為9L/h時,去除率下降到20%、44%、85%、35%;而濁度與流量之間關(guān)系不明顯。反應(yīng)器出水的氨氮和總氮去除率與溫度呈正比,最適宜溫度為35℃,流量為6L/h時,氨氮與總氮去除率分別為99%和60%,去除率還是隨著流量的增加而下降。反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)底層生物炭層厚度會隨著反應(yīng)系統(tǒng)運行的時間而增加,并會在8cm左右達(dá)到動態(tài)平衡,此時投加的活性炭與損失的活性炭大致相同。在生物炭層厚度從2cm增加到5cm時,反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)各流量情況下的COD_(Mn)去除率平均提高10%,UV_(254)數(shù)值有所下降。3)對連續(xù)運行兩個月后的SBR反應(yīng)器內(nèi)的生物填料進(jìn)行顯微鏡觀察,生物炭-生物膜聯(lián)用反應(yīng)器底層的生物炭進(jìn)行微生物多樣性基本分析,初步證明反應(yīng)結(jié)果是微生物活動所造成的。
【圖文】：

安徽建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文 圖表索引圖表索引圖 1-1 傳統(tǒng)自來水工藝流程圖 5圖 1-2 超濾裝置 6圖 1-3 技術(shù)路線 10圖 2-1 錳標(biāo)準(zhǔn)曲線 13圖 3-1 試驗裝置 16圖3-2 試驗啟動階段進(jìn)出水Mn2+濃度變化 17圖 3-3 污泥濃度對生物除錳反應(yīng)器的影響 18圖 3-4 微生物除錳擬一級動力學(xué)曲線 19圖 3-5 微生物除錳擬二級動力學(xué)曲線 19圖3-6Mn2+濃度對微生物除錳反應(yīng)器的影響 20圖 3-7 Fe2+濃度對微生物除錳反應(yīng)器的影響 21圖 3-8 溫度對生物除錳反應(yīng)器的影響 22

的方法對低水平的有機(jī)污染和無機(jī)污染原水的處理效果較好，但是目前這種傳統(tǒng)的方法顯然是無法面對一些特別情況的。如果就近取水點的無機(jī)和有機(jī)污染物含量太高，而從其他水源地引水又太不經(jīng)濟(jì)的情況下[29]，先進(jìn)的自來水處理技術(shù)就可以大大的節(jié)省成本，提高水處理效率。先進(jìn)的飲用水處理技術(shù)可以在保持傳統(tǒng)系統(tǒng)理論的同時改進(jìn)其處理過程，，有環(huán)保公司就提出了各種改進(jìn)方法，例如粉末活性炭系統(tǒng)[30]、臭氧和顆�；钚蕴刻幚硐到y(tǒng)[31]和生物氧化處理系統(tǒng)[32]等。于 2009 年開始正式運營的合肥市第
【學(xué)位授予單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU991.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2692870