專利名稱：一種高鐵錳地下水生物凈化濾層快速啟動方法
技術領域：
本發(fā)明屬于給水凈化領域。具體涉及到含高濃度鐵錳離子地下水的生物凈化濾層的快速啟動。
背景技術：
目前，對于鐵錳含量適中的地下水(鐵< 5mg/L，錳< lmg/L)，采用生物除鐵除錳工程技術進行處理，生物濾層的啟動周期一般在I 2個月；然而對于高鐵高錳地下水(鐵 > 10mg/L,錳> lmg/L)，啟動周期一般在半年以上(6 8個月，甚至更長)，在啟動過程中， 高濃度的亞鐵離子對于除錳生物濾層的成熟影響為(1)高濃度亞鐵離子在濾層中氧化后截留于濾層中，不僅會覆蓋濾料表面的除錳微生物造成其活性降低，而且會加速濾層的堵塞致使濾池反沖洗頻率的加大，從而沖刷濾料表面積累的除錳微生物，造成除錳微生物的大量流失。(2)高濃度亞鐵離子會與除錳生物膜的重要組成高價錳氧化物發(fā)生氧化還原反應，致使高價錳氧化物被還原成Mn2+，濾層中逐漸積累的除錳生物膜的解構。，因此，高鐵高錳地下水的生物凈化濾層的啟動一直是個難題。生物除鐵除錳工藝通常包含圖示I中的曝氣池和濾池，常規(guī)啟動方法如下采用高濃度除鐵除錳菌液(當?shù)厮粗蟹蛛x的鐵錳氧化細菌進行擴增培養(yǎng)，培養(yǎng)基為常規(guī) Winogradsky 培養(yǎng)基=NH4NO3 O. 5g/L, NaNO3 O. 5g/L, K2HPO4 O. 5g/L, MgSO4 · 7H20 0. 5g/L, CaCl2 · 6H200. 2g/L，檸檬酸鐵銨10. Og/L, PH自然，121°C滅菌20min) —次接入濾池的接種方式，通入經(jīng)過曝氣后的地下水，在濾速I 8m/h下進行生物濾層的正常運行培養(yǎng)；濾池運行時進水閥③以及出水閥⑥開啟，反沖洗排水閥④、反沖洗進水閥⑤以及放空閥⑦關閉，地下水從曝氣池②經(jīng)由進水閥③進入濾池①，水經(jīng)濾池過濾后再經(jīng)由出水閥⑥進入清水池。 待濾池出水鐵錳濃度分別小于O. 3mg/L和O. lmg/L且穩(wěn)定運行72h以上時，即說明生物濾層已經(jīng)啟動成功。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于為高鐵高錳地下水提供了一種生物凈化濾層的快速啟動方法。一種高鐵錳地下水生物凈化濾層快速啟動方法，其特征在于在原有系統(tǒng)曝氣池和濾池的基礎上增加循環(huán)水池，經(jīng)由管道之間的連接構成閉路循環(huán)系統(tǒng)，啟動方法步驟如下除鐵除錳菌液接入濾池后，加入曝氣后地下水至濾池，然后關閉地下水進水，開啟濾池放空閥，濾池過濾后的水經(jīng)由管道進入循環(huán)水池，在循環(huán)水池中利用設置的循環(huán)水泵將水送入曝氣池再度曝氣后通過進水閥再度進入濾池進行過濾，其余濾池閥門均關閉，進行閉路循環(huán)過濾，按照濾速I 8m/h運行48 120h后，開啟地下水進水，并保持循環(huán)水流量與地下水流量之比10 30之間，在濾池出水錳離子濃度下降為地下水錳離子濃度的50 %后， 逐步降低循環(huán)水流量與地下水流量之比直至全部采用地下水進行過濾；待濾池出水鐵錳濃度分別小于O. 3mg/L和O. lmg/L且穩(wěn)定運行72h以上時，即說明生物濾層已經(jīng)啟動成功，此后濾池運行時關閉放空閥，開啟出水閥，過濾后水進入清水池。
本發(fā)明中所指高鐵高錳地下水為鐵離子濃度10 30mg/L，錳離子濃度I 4mg/ L0生物濾池快速啟動系統(tǒng)在原有的曝氣池及濾池的基礎之上增加循環(huán)水池。生物濾池快速啟動方法在工藝啟動培養(yǎng)生物濾層初期，利用循環(huán)水池進行循環(huán)接種，并收集處理未達標的低鐵高錳水(鐵濃度小于O. 3mg/L)后泵入曝氣池進行回用，并適當加入部分地下水(循環(huán)水流量與地下水流量之比，以下稱回流比=10 30)進行鐵以及其他營養(yǎng)物質的補充，從而創(chuàng)造低鐵高錳水質(原水鐵濃度10 30mg/L時，可控制濾池進水鐵濃度I 2mg/L)進行生物濾層的啟動?？梢钥s短高濃度亞鐵離子對生物除錳濾層啟動的影響，將原來高鐵高錳水質條件下生物濾池的啟動周期由原來的6 8個月縮短至 I 2個月。利用上述的高鐵高錳地下水生物凈化濾池快速啟動系統(tǒng)及方法，其特征在于，包括以下步驟I)生物濾池快速啟動系統(tǒng)除了包含常規(guī)的曝氣池和濾池外，還包含循環(huán)濾池。2)在濾池接種時，采用高濃度除鐵除錳菌液接入濾池后，加入曝氣后地下水至濾池正常過濾水深，然后利用循環(huán)水池(在條件可以的情況下可以利用凈水廠的任何可利用的水池充當循環(huán)水池)進行閉路循環(huán)48 120h。3)在濾池啟動初期，充分利用循環(huán)水池(在條件可以的情況下可以利用凈水廠的任何可利用的水池充當循環(huán)水池)將濾池過濾后的水回用，為高鐵高錳地下水凈化的啟動過程創(chuàng)造低鐵環(huán)境，并混入部分地下水為生物濾層提供其他的營養(yǎng)物質；本發(fā)明為高鐵高錳地下水提供了一種生物凈化濾層的快速啟動系統(tǒng)與方法。


圖I常規(guī)啟動系統(tǒng)。圖2本發(fā)明啟動系統(tǒng)。①濾池②曝氣池③進水閥④反沖洗排水閥⑤反沖洗進水閥⑥出水閥⑦放空閥⑧循環(huán)水池
具體實施例方式本發(fā)明生物除鐵除錳系統(tǒng)在原有系統(tǒng)曝氣池和濾池的基礎上增加圖示2中的循環(huán)水池，經(jīng)由管道之間的連接構成閉路循環(huán)系統(tǒng)。啟動方法如下采用高濃度除鐵除錳菌液(當?shù)厮粗蟹蛛x的鐵錳氧化細菌進行擴增培養(yǎng)，培養(yǎng)基為常規(guī)Winogradsky培養(yǎng)基: NH4NO3O. 5g/L, NaNO3 O. 5g/L, K2HPO4 O. 5g/L, MgSO4 · 7H20 0. 5g/L, CaCl2 · 6H20 0. 2g/L，檸檬酸鐵銨10. Og/L, PH自然，121°C滅菌20min)接入濾池后，加入曝氣后地下水至濾池正常過濾水深，然后關閉地下水進水，開啟濾池放空閥⑦，濾池過濾后的水經(jīng)由管道進入循環(huán)水池，在循環(huán)水池中利用設置的循環(huán)水泵將水送入曝氣池再度曝氣后通過進水閥③再度進入濾池進行過濾，其余濾池閥門④⑤⑥均關閉，進行閉路循環(huán)過濾(濾速I 8m/h)運行48 120h。此后，開啟地下水進水，并保持循環(huán)水流量與地下水流量之比10 30之間，在濾池出水錳離子濃度下降為地下水錳離子濃度的50%后，逐步降低回流比直至全部采用地下水進行過濾。待濾池出水鐵錳濃度分別小于O. 3mg/L和O. lmg/L且穩(wěn)定運行72h以上時，即說明生物濾層已經(jīng)啟動成功，此后濾池運行時關閉放空閥⑦，開啟出水閥⑥，過濾后水進入清水池。實施例I :對于Fe2+ = 22mg/L, Mn2+ = 2. Omg/L地下水,采用高濃度除鐵除猛菌液接入濾池后，加入曝氣后地下水至濾池正常過濾水深，然后進行閉路循環(huán)過濾(采用濾速2m/h)，此時不再在系統(tǒng)中加入地下水，濾池放空閥⑦開啟，濾池過濾后的水經(jīng)由管道進入循環(huán)水池， 在循環(huán)水池中利用設置的循環(huán)水泵將水送入曝氣池再度曝氣后通過進水閥③再度進入濾池進行過濾，其余濾池閥門④⑤⑥均關閉。運行72h之后，加入地下水混合循環(huán)水進行過濾，采用回流比(循環(huán)水流量與地下水流量之比)取22，控制濾池進水鐵離子濃度lmg/L左右波動，過濾水由濾池放空閥排入反沖洗排水槽后進入反沖洗廢水庫回用，此時過濾濾速 2m/h，反沖洗周期120h，反沖洗時間3min，反沖洗強度8L/(m2 -s)。期間檢測濾池出水，30d 后，出水錳濃度下降至I. Omg/L左右，此后不斷縮小回流比，直至最后全部采用原水進行過濾，分四個階段(1)回流比10，此時進水鐵離子濃度為2mg/L左右，錳離子濃度由I. Img/ L I. 4mg/L之間波動,過濾濾速2m/h,反沖洗周期96h,反沖洗時間3min,反沖洗強度8L/ (m2 · S)。(2) 3d后，回流比5，此時進水鐵離子濃度為5mg/L左右，錳離子濃度在lmg/L左右波動，過濾濾速2m/h,反沖洗周期72h,反沖洗時間3min,反沖洗強度8L/ (m2 · s)。(3) 5d 后，回流比2，此時進水鐵離子濃度為9mg/L左右，錳離子濃度在lmg/L左右波動，過濾濾速 2m/h，反沖洗周期72h，反沖洗時間4min，反沖洗強度9L/(m2 · s)。(4) 3d后，直接采用原水過濾，過濾濾速2m/h，反沖洗周期48h，反沖洗時間4min，反沖洗強度9L/ (m2 · s)。5d后濾池出水鐵濃度小于O. 3mg/L,錳濃度小于O. lmg/L,穩(wěn)定運行72h后表明濾層啟動成功，實現(xiàn)了高鐵高錳地下水生物凈化濾層的快速啟動(總耗時52d)。實施例2:對于Fe2+ = 15mg/L, Mn2+ = I. 5mg/L的地下水,采用高濃度除鐵除猛菌液接入濾池后，加入曝氣后地下水至濾池正常過濾水深，然后進行閉路循環(huán)過濾(采用濾速4m/h)， 此時不再在系統(tǒng)中加入地下水，濾池放空閥⑦開啟，濾池過濾后的水經(jīng)由管道進入循環(huán)水池，在循環(huán)水池中利用設置的循環(huán)水泵將水送入曝氣池再度曝氣后通過進水閥③再度進入濾池進行過濾，其余濾池閥門④⑤⑥均關閉。運行48h之后，加入地下水混合循環(huán)水進行過濾，采用回流比(循環(huán)水流量與地下水流量之比)取15，控制濾池進水鐵離子濃度I. 3mg/ L左右波動，過濾水由濾池放空閥排入反沖洗排水槽后進入反沖洗廢水庫回用，此時過濾濾速4m/h，反沖洗周期96h，反沖洗時間3min，反沖洗強度8L/ (m2 -s)。期間檢測濾池出水，23d 后，出水錳濃度下降至O. 8mg/L左右，此后不斷縮小回流比，直至最后全部采用原水進行過濾，分四個階段(1)回流比8，此時進水鐵離子濃度為2mg/L左右，錳離子濃度由I. Omg/L 之間波動，過濾濾速4m/h，反沖洗周期72h，反沖洗時間3min，反沖洗強度8L/ (m2 -s)。(2) 3d 后，回流比2，此時進水鐵離子濃度為6mg/L左右，錳離子濃度在lmg/L左右波動，過濾濾速 4m/h,反沖洗周期72h,反沖洗時間4min,反沖洗強度9L/ (m2 · s)。(4) 3d后,直接采用原水過濾，過濾濾速4m/h，反沖洗周期48h，反沖洗時間4min，反沖洗強度9L/ (m2 · s)。5d后濾池出水鐵濃度小于O. 3mg/L,錳濃度小于O. lmg/L,穩(wěn)定運行72h后表明濾層啟動成功，實現(xiàn)了高鐵高錳地下水生物凈化濾層的快速啟動(總耗時39d)。
權利要求
1. 一種高鐵錳地下水生物凈化濾層快速啟動方法，其特征在于在原有系統(tǒng)曝氣池和濾池的基礎上增加循環(huán)水池，經(jīng)由管道之間的連接構成閉路循環(huán)系統(tǒng)，啟動方法步驟如下 除鐵除錳菌液接入濾池后，加入曝氣后地下水至濾池，然后關閉地下水進水，開啟濾池放空閥，濾池過濾后的水經(jīng)由管道進入循環(huán)水池，在循環(huán)水池中利用設置的循環(huán)水泵將水送入曝氣池再度曝氣后通過進水閥再度進入濾池進行過濾，其余濾池閥門均關閉，進行閉路循環(huán)過濾，按照濾速I 8m/h運行48 120h后，開啟地下水進水，并保持循環(huán)水流量與地下水流量之比10 30之間，在濾池出水錳離子濃度下降為地下水錳離子濃度的50%后，逐步降低循環(huán)水流量與地下水流量之比直至全部采用地下水進行過濾；待濾池出水鐵錳濃度分別小于O. 3mg/L和O. lmg/L且穩(wěn)定運行72h以上時，即說明生物濾層已經(jīng)啟動成功，此后濾池運行時關閉放空閥，開啟出水閥，過濾后水進入清水池。
全文摘要
一種高鐵錳地下水生物凈化濾層快速啟動方法屬于給水凈化領域。在原有系統(tǒng)曝氣池和濾池的基礎上增加循環(huán)水池，經(jīng)由管道之間的連接構成閉路循環(huán)系統(tǒng)，除鐵除錳菌液接入濾池后，加入曝氣后地下水至濾池，然后關閉地下水進水，開啟濾池放空閥，濾池過濾后的水經(jīng)由管道進入循環(huán)水池，在循環(huán)水池中利用設置的循環(huán)水泵將水送入曝氣池再度曝氣后通過進水閥再度進入濾池進行過濾，其余濾池閥門均關閉，進行閉路循環(huán)過濾。逐步降低循環(huán)水流量與地下水流量之比直至全部采用地下水；待濾池出水鐵錳濃度分別小于0.3mg/L和0.1mg/L且穩(wěn)定運行72h以上時，即說明生物濾層已經(jīng)啟動成功。本發(fā)明為高鐵高錳地下水提供了快速啟動方法。
文檔編號C02F3/34GK102603080SQ20121007976
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權日2012年3月23日
發(fā)明者張 杰, 曾輝平, 李冬 申請人:北京工業(yè)大學