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接触氧化超滤除铁除锰组合工艺的净化效能
作者:管理员    发布于:2016-04-05 08:44:20    文字:【】【】【

  表1原水水质顷目总铁/ L-1)pH值氨氮/在我国的许多农村地区都利用地下水,但是大多没有水处理设施或者水处理设施十分简单,无法去除水中的铁、锰冰质经常达不到饮用水标准。同时,由于技术力量薄弱、管理水平低下等,使得已有的除铁除锰工艺和设音难以稳定运行,存在铁、锰含量超标现象和生物安全性风险。利用近年来发展的新技术和新工艺,有效解决广大农村地区地下水处理技术落后和水质安全问题,是现阶段的重要工作之一。

  接触氧化除铁除锰工艺能够去除水中的铁、锰,而且该工艺只需对原水进行曝气而无需投加其他的化学药剂能够在很大程度上节约成本。超滤膜能去除水中几乎全部颗粒物和致病微生物,是近年来得到快速发展和应用的新型技术。李圭白院士指出,以超滤为核心技术的组合工艺是改善饮用水安全性的重要技术和手段,可以充分保障饮用水的生物安全性。因此,将接触氧化除铁除锰技术同超滤技术相结合,可有效解决农村地区除铁除锰效果欠佳和水质安全性差的问题。

  海南省澄迈县某村采用地下水作为饮用水水源,由于管理不善,已有的一套除铁除锰滤罐已经失去除铁除锰效果导致出水铁、锰含量超标。为此对该除铁除锰工艺进行了改造,研发出接触氧化/超滤除铁除锰组合工艺,以全面提高除铁除锰效果和保障水质安全。i试验材料与方法1.1工艺流程接触氧化/超滤除铁除锰组合工艺的流程如所示原水由深井泵提升后进入综合滤罐,通过布水系统均匀喷淋到填料上进行充氧,经过双层滤料过滤后的出水由增压泵加压后进入超滤设音,超滤膜出水进入水箱后由提升泵送至水塔。

  一体化除铁除锰综合滤罐采用曝气装置和综合滤罐整合的方式简化了工艺;滤罐上部采用机械通风曝气装置,下部设双层滤料,上层为无烟煤,下层为天然锰砂;滤罐底部有进气管用来进行气洗。超滤设音采用内压式PVC合金超滤膜共6个膜柱。

  生产性试验工艺流程组合工艺的流量为15m3/h,每天运行20h,产水量为300m3/d.综合滤罐的水洗周期为1d,水洗强度为4L/(m2 s)冰洗时间为4min;气水联合反洗周期为30d,气洗强度为15L/(m2s),气洗时间为2min,水洗强度为4L/(m2s),水洗时间为10~15min.超滤设音的膜通量为50L/(m2h),每支膜的面积为40m2;超滤膜反洗时间为70s其中前40d的过滤周期为30min,第41天后的过滤周期为45min.除铁除锰综合滤罐和超滤设音均采用自动控制方式整套设音可实现全自动运行有效解决了农村地区技术力量薄弱、管理水平低的问题。

  12原水水质试验用水取自该村的自音深井,水温为27 ~28°C,DO接近于零其他指标如表1所示。

  13分析项目和方法由于受检测条件的限制,仅对铁、锰、氨氮、pH值、溶解氧等主要参数进行了检测。其中浊度采用便携式浊度仪检测,其他指标采用HI83200高精度多参数分析仪测定。

  2结果与讨论2.1对铁和锰的去除原水及各单元出水中总铁及Fe2的含量见。原水和曝气后总铁的平均含量分别为4.90和2.87mg/L,平均去除率达到了41.4.这是因为曝气后水中溶解氧含量大幅度提高,使得Fe2 +被氧化为Fe3+在pH值>7.0时生成了Fe(OH)3胶体并附着在顶层的填料上。组合工艺运行期间合滤罐出水的总铁含量基本都在。

  30mg/L以下,仅在反洗时偶尔出现总铁含量>30mg/L.综合滤罐出水中总铁的平均含量为0.平均含量仅为。1mg/L,可见出水中的总铁主要以Fe3形态存在,有利于后续超滤对铁的去除。超滤出水中总铁和Fe2平均含量均为0.01mg/L,可见Fe3+B被超滤膜芫全截留。在整个试验期间,综合滤罐和超滤对总铁的平均去除率分别为95.9和99.5,组合工艺对总铁的平均去除率达到了99.8实现了高效除铁的目的。

  铁含量的变化原水及各单元出水中锰的含量见。原水和曝气后的锰平均含量分别为0.均去除率仅为9.1可能是被吸附在顶层填料上;大部分锰被下层的锰砂滤料去除,综合滤罐出水锰平均含量为0.04mg/L平均去除率达90.9,仅在反洗时锰含量偶尔在0. 10~0.15mg/L,可见综合滤罐有很好的除锰效果。陈宇辉等人的研究也表明双层滤料的上部可以有效除铁而下部可以高效除锰。超滤出水中锰的平均含量为0. 03mg/L,平均去除率达25.0,可能是超滤膜和Fe(OH)3胶体的截留作用。组合工艺对锰的平均去除率达93.5超滤出水的锰含量远低于生活饮用水卫生标准(GB5749―2006)的要求。

  2.2对氨氮的去除地下水的氨氮污染已经引起了业界的关注。

  经测定原水和曝气后的氨氮平均含量分别为0.25和0.18mg/L平均去除率为28.0这是因为曝气吹脱造成的。综合滤罐出水的氨氮平均含量为0.06mg/L平均去除率达66.7,这是由于长期运行时综合滤罐中会生长硝化菌,氨氮主要是通过硝化作用被去除。曾辉平等人也发现,除铁除锰滤池能去除氨氮超滤出水中氨氮的平均含量为0.05mg/L,即组合工艺对氨氮的去除主要发生在综合滤罐内。组合工艺对氨氮的平均去除率达80.0,超滤出水氨氮含量已远低于GB5749―2006的要求。2.3对浊度的去除原水和曝气后水的平均浊度分别为1.09NTU和33.80NTU这是由于曝气充氧后生成了大量的Fe(OH)3胶体造成浊度显著提高。综合滤罐出水平均浊度为1.08NTU而超滤出水浊度则始终稳定在0.10NTU左右,可见,超滤显著改善了综合滤罐的出水浊度值浊度的稳定性和保障率得到极大程度的提高。

  2.4膜污染膜污染是阻碍超滤技术在工程中应用的主要难题会严重影响超滤膜的稳定运行。在生产性试验中超滤设音胯膜压差的变化如所示。

  第1~25天胯膜压差几乎没有增加,这是因为综合滤罐出水中仅含有少量铁和锰,在运行初期没有对膜造成显著影响。在第25~40天膀膜压差呈现缓慢的增加趋势,平均增幅约为。

  第41天起调节超滤过滤周期为45mm,在第41~70天跨膜压差仍呈现稳定的增长趋势,平均增幅~100天,胯膜压差处于平稳阶段,几乎没有明显的增加在第101 ~120天胯膜压差呈平稳增长趋势,但高值仅约为35kPa.在过滤周期为30mm的条件下胯膜压差的平均增幅为038kPa/d在过滤周期为45min的条件下胯膜压差的平均增幅为0.26kPa/d.跨膜压差的变化胯膜压差的设计值为120kPa达到该值时需要对超滤膜进行化学清洗。从胯膜压差增长趋势看,超滤膜可长时间稳定运行,不需要进行化学清洗。

  可见膜污染得到了有效控制。齐鲁等人在研究中也发现采用恒通量过滤模式和合理的清洗方式,能够有效地控制膜污染。在4个月的运行中,超滤膜采用50L/(m2 h)的恒定通量以及过滤周期为30和45min实现了超滤单元的长期稳定运行。

  3结论将曝气装置与双层滤料过滤设音有机组合而形成一体化除铁除锰综合滤罐,简化了工艺流程,节省了占地面积。一体化除铁除锰综合滤罐与超滤技术耦合形成的接触氧化/超滤除铁除锰组合工艺,具有工艺简单、自动化程度高、处理效果好等特点。

  接触氧化/超滤除铁除锰组合工艺对地下水中铁、锰和浊度有的去除效果。综合滤罐出水中总铁、总锰和浊度的平均值分别为0. 0.04mg/L和1.08NTU,对氨氮也有较好的去除效果;超滤出水中总铁、总锰和浊度的平均值分别达到0.10NTU,显著改善了除铁除锰综合滤罐的出水水质,铁、锰和浊度优于性活饮用水卫生标准(GB5749―2006)的要求。

  h)的恒通量,在过滤周期为30、45min的条件下,其胯膜压差平均增幅分别为0. 38、。26kPa/d,膜污染得到有效控制实现了超滤膜的长期稳定运行。

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