一种低温条件生物同步去除地下饮用水中高铁高锰的处理方法

摘要

一种低温条件生物同步去除地下饮用水中高铁高锰的处理方法，它涉及一种严寒地区地下水中高铁高锰的处理方法。本发明的目的是要解决现有严寒地区地下水处理方法存在铁锰去除率低、去除成本高的问题。方法：一、装载滤料；二、启动；三、稳定运行阶段，即完成低温条件生物同步去除地下饮用水中高铁高锰的处理。优点：一、以碳化稻壳颗粒作为生物固定化材料，实现合理有效的资源化利用。二、实现铁锰的快速同步去除，去除效果显著且稳定。活性炭滤柱可有效处理碳化稻壳颗粒生物滤柱处理后残余的铁锰氧化菌，保障了饮用水的安全。本发明主要用于低温条件生物同步去除地下饮用水中高铁高锰的处理。

主权项

一种低温条件生物同步去除地下饮用水中高铁高锰的处理方法，其特征在于低温条件生物同步去除地下饮用水中高铁高锰的处理方法是按以下步骤完成的：一、装载滤料：向生物同步去除高铁高锰装置1#滤柱(12)中由上至下依次添装碳化稻壳颗粒和承托料Ⅰ，得到滤料层和承托层Ⅰ，滤料层厚度为150cm～180cm，承托层Ⅰ厚度为8cm～10cm，向2#滤柱(23)中添装除菌活性炭和承托料Ⅱ，得到吸附滤料层和承托层Ⅱ，吸附滤料层厚度为120cm～180cm，承托层Ⅱ厚度为8cm～10cm；二、启动阶段：①、关闭菌液进水控制阀门Ⅰ(8)、菌液进水控制阀门Ⅱ(10)、菌液出水控制阀门(11)、反冲洗总控制阀门(31)、1#滤柱反冲洗控制阀门(32)和2#滤柱反冲洗控制阀门(34)，开启1#滤柱进水控制阀门Ⅰ(3)、1#滤柱进水控制阀门Ⅱ(5)、1#滤柱出水控制阀门(18)、2#滤柱进水控制阀门(21)和2#滤柱出水控制阀门(28)，将实验用水Ⅰ从1#滤柱(12)上方进入，控制滤速为8m/h，运行周期0.5d，随后进行反冲洗，反冲洗时只开启反冲洗总控制阀门(31)、1#滤柱反冲洗控制阀门(32)和2#滤柱反冲洗控制阀门(34)，其余阀门关闭，1#滤柱(12)与2#滤柱(23)同时进行反冲洗，且反冲洗条件相同，反冲洗强度为12L/s·m²，反冲洗时间为3min，1#滤柱(12)的反冲洗出水从1#滤柱溢流口(14)排走，2#滤柱(23)的反冲洗出水从2#滤柱溢流口(25)排走，过滤过程与反冲洗过程连续交替进行，运行8d；②、开启菌液进水控制阀门Ⅰ(8)和菌液进水控制阀门Ⅱ(10)，其余阀门均关闭，将菌液池(6)中浓度为2.0×10⁹CFU/mL～5.0×10⁹CFU/mL的铁锰氧化菌液依次通过菌液进水控制阀门Ⅰ(8)、菌液进水流量计(9)和菌液进水控制阀门Ⅱ(10)进入1#滤柱(12)，在1#滤柱(12)内浸泡1d，再开启菌液出水控制阀门(11)，进行循环过滤，自然挂膜，控制滤速1m/h，运行4d；③、过滤时，开启1#滤柱进水控制阀门Ⅰ(3)、1#滤柱进水控制阀门Ⅱ(5)、1#滤柱出水控制阀门(18)、2#滤柱进水控制阀门(21)和2#滤柱出水控制阀门(28)，其余阀门关闭，采用实验用水Ⅱ运行培养生物除铁锰滤层，将实验用水Ⅱ从1#滤柱(12)上方进入，1#滤柱(12)控制滤速1m/h，运行周期3d，随后进行反冲洗；2#滤柱(23)控制滤速1m/h，运行周期1d，随后进行反冲洗；1#滤柱(12)反冲洗时，关闭1#滤柱(12)进水控制阀门Ⅰ(3)、1#滤柱进水控制阀门Ⅱ(5)和1#滤柱出水控制阀门(18)，只开启反冲洗总控制阀门(31)和1#滤柱反冲洗控制阀门(32)，反冲洗强度3L/s·m²，反冲洗时间3min，出水从1#滤柱溢流口(14)排走；2#滤柱(23)反冲洗时，关闭2#滤柱进水控制阀门(21)和2#滤柱出水控制阀门(28)，只开启反冲洗总控制阀门(31)和2#滤柱反冲洗控制阀门(34)，反冲洗强度3L/s·m²，反冲洗时间3min，出水从2#滤柱溢流口(25)排走；1#滤柱(12)与2#滤柱(23)的过滤过程与反冲洗过程连续交替进行，运行16d；④、过滤时，开启1#滤柱进水控制阀门Ⅰ(3)、1#滤柱进水控制阀门Ⅱ(5)、1#滤柱出水控制阀门(18)、2#滤柱进水控制阀门(21)和2#滤柱出水控制阀门(28)，其余阀门关闭，采用实验用水Ⅲ运行培养生物除铁锰滤层，将实验用水Ⅲ从1#滤柱(12)上方进入，1#滤柱(12)控制滤速2m/h，运行周期3d，随后进行反冲洗；2#滤柱(23)控制滤速2m/h，运行周期1d，随后进行反冲洗；1#滤柱(12)反冲洗时，关闭1#滤柱(12)进水控制阀门Ⅰ(3)、1#滤柱进水控制阀门Ⅱ(5)和1#滤柱出水控制阀门(18)，只开启反冲洗总控制阀门(31)和1#滤柱反冲洗控制阀门(32)，反冲洗强度4.3L/s·m²，反冲洗时间3min，出水从1#滤柱溢流口(14)排走；2#滤柱(23)反冲洗时，关闭2#滤柱进水控制阀门(21)和2#滤柱出水控制阀门(28)，只开启反冲洗总控制阀门(31)和2#滤柱反冲洗控制阀门(34)，反冲洗强度4.3L/s·m²，反冲洗时间3min，出水从2#滤柱溢流口(25)排走；1#滤柱(12)与2#滤柱(23)的过滤过程与反冲洗过程连续交替进行，运行12d；⑤、过滤时，开启1#滤柱进水控制阀门Ⅰ(3)、1#滤柱进水控制阀门Ⅱ(5)、1#滤柱出水控制阀门(18)、2#滤柱进水控制阀门(21)和2#滤柱出水控制阀门(28)，其余阀门关闭，采用实验用水Ⅳ运行培养生物除铁锰滤层，将实验用水Ⅳ从1#滤柱(12)上方进入，1#滤柱(12)控制滤速3m/h，运行周期2d，随后进行反冲洗；2#滤柱(23)控制滤速3m/h，运行周期1d，随后进行反冲洗；1#滤柱(12)反冲洗时，关闭1#滤柱(12)进水控制阀门Ⅰ(3)、1#滤柱进水控制阀门Ⅱ(5)和1#滤柱出水控制阀门(18)，只开启反冲洗总控制阀门(31)和1#滤柱反冲洗控制阀门(32)，反冲洗强度6L/s·m²，反冲洗时间3min，出水从1#滤柱溢流口(14)排走；2#滤柱(23)反冲洗时，关闭2#滤柱进水控制阀门(21)和2#滤柱出水控制阀门(28)，只开启反冲洗总控制阀门(31)和2#滤柱反冲洗控制阀门(34)，反冲洗强度6L/s·m²，反冲洗时间3min，出水从2#滤柱溢流口(25)排走；1#滤柱(12)与2#滤柱(23)的过滤过程与反冲洗过程连续交替进行，运行12d；⑥、过滤时，开启1#滤柱进水控制阀门Ⅰ(3)、1#滤柱进水控制阀门Ⅱ(5)、1#滤柱出水控制阀门(18)、2#滤柱进水控制阀门(21)和2#滤柱出水控制阀门(28)，其余阀门关闭，采用实验用水Ⅴ运行培养生物除铁锰滤层，将实验用水Ⅴ从1#滤柱(12)上方进入，1#滤柱(12)控制滤速4m/h，运行周期2d，随后进行反冲洗；2#滤柱(23)控制滤速4m/h，运行周期1d，随后进行反冲洗；1#滤柱(12)反冲洗时，关闭1#滤柱(12)进水控制阀门Ⅰ(3)、1#滤柱进水控制阀门Ⅱ(5)和1#滤柱出水控制阀门(18)，只开启反冲洗总控制阀门(31)和1#滤柱反冲洗控制阀门(32)，反冲洗强度8L/s·m²，反冲洗时间3min，出水从1#滤柱溢流口(14)排走；2#滤柱(23)反冲洗时，关闭2#滤柱进水控制阀门(21)和2#滤柱出水控制阀门(28)，只开启反冲洗总控制阀门(31)和2#滤柱反冲洗控制阀门(34)，反冲洗强度8L/s·m²，反冲洗时间3min，出水从2#滤柱溢流口(25)排走；1#滤柱(12)与2#滤柱(23)的过滤过程与反冲洗过程连续交替进行，运行至1#滤柱(12)出水中铁≤0.3mg/L，锰≤0.1mg/L，2#滤柱(23)出水中铁锰氧化菌浓度≤100CFU/mL，且1#滤柱(12)出水铁、锰浓度及2#滤柱(23)出水中铁锰氧化菌浓度均稳定为止，即启动完成；实验用水Ⅰ、实验用水Ⅱ、实验用水Ⅲ、实验用水Ⅳ和实验用水Ⅴ在进入1#滤柱(12)前先在曝气池(1)进行曝气处理，保证实验用水Ⅰ中溶解氧DO为5mg/L～8mg/L，实验用水Ⅱ中溶解氧DO为2.5mg/L～3.4mg/L，实验用水Ⅲ中溶解氧DO浓度为3.2mg/L～4.5mg/L，实验用水Ⅳ中溶解氧DO浓度为4.1mg/L～5.6mg/L，实验用水Ⅴ中溶解氧DO为5.2mg/L～6.8mg/L；浓度为2.0×10⁹CFU/mL～5.0×10⁹CFU/mL的铁锰氧化菌液在进入1#滤柱(12)前先在菌液池(6)进行曝气处理，保证浓度为2.0×10⁹CFU/mL～5.0×10⁹CFU/mL的铁锰氧化菌液中溶解氧DO浓度为1mg/L～2mg/L；步骤二①中所述的实验用水Ⅰ中铁浓度为9.26mg/L～11.37mg/L、锰浓度为1.091mg/L～1.626mg/L；步骤二③中所述的实验用水Ⅱ中铁浓度为1.24mg/L～3.89mg/L、锰浓度为0.349mg/L～0.588mg/L；步骤二④中所述的实验用水Ⅲ中铁浓度为5.89mg/L～8.68mg/L、锰浓度为0.632mg/L～0.865mg/L；步骤二⑤中所述的实验用水Ⅳ中铁浓度为7.96mg/L～9.76mg/L、锰浓度为0.896mg/L～1.137mg/L；步骤二⑥中所述的实验用水Ⅴ中铁浓度为9.97mg/L～12.69mg/L、锰浓度为1.098mg/L～1.335mg/L；三、稳定运行阶段：将地下饮用水转移至曝气池(1)中，进行曝气处理，控制地下饮用水中溶解氧DO浓度为5mg/L～8mg/L，得到溶解氧DO浓度为5mg/L～8mg/L的地下饮用水，过滤时，开启1#滤柱进水控制阀门Ⅰ(3)、1#滤柱进水控制阀门Ⅱ(5)、1#滤柱出水控制阀门(18)、2#滤柱进水控制阀门(21)和2#滤柱出水控制阀门(28)，其余阀门关闭，利用1#滤柱进水潜水泵(2)将曝气池(1)中溶解氧DO浓度为5mg/L～8mg/L的地下饮用水提升至1#滤柱(12)的进水口(13)，自上向下流入1#滤柱(12)中，过滤出水得到一次处理水流入中间水池(19)中，2#滤柱进水潜水泵(20)将中间水池(19)内的一次处理水提升至2#滤柱(23)的进水口(24)，自上向下流入2#滤柱(23)中，过滤出水流入出水池(29)中，控制1#滤柱(12)与2#滤柱(23)的滤速为4m/h，运行周期2d，且2#滤柱(23)的进水流量与1#滤柱(12)的出水流量相同；反冲洗时，开启反冲洗总控制阀门(31)、1#滤柱反冲洗控制阀门(32)和2#滤柱反冲洗控制阀门(34)，其余阀门关闭，1#滤柱(12)与2#滤柱(23)同时进行反冲洗，且反冲洗条件相同，反冲洗强度为8L/s·m²、反冲洗时间为5min，1#滤柱(12)的反冲洗出水从1#滤柱溢流口(14)排走，2#滤柱(23)的反冲洗出水从2#滤柱溢流口(25)排走，1#滤柱(12)与2#滤柱(23)的过滤过程与反冲洗过程连续交替进行，即完成低温条件生物同步去除地下饮用水中高铁高锰的处理。