姬保江
(黑龍江浩良河化肥廠，黑龍江伊春　153103)

　　摘　要：含鐵和錳較高的地下水，采用跌水曝氣和聚合氯化鋁聯(lián)合處理工藝，不能滿足飲用水對除鐵除錳的要求，改用表面曝氣與錳砂過濾聯(lián)合處理工藝，可使處理后的水達(dá)到飲用水的要求，還節(jié)省了原工藝中因投力。聚合鋁混凝劑而發(fā)生的費用。
　　關(guān)鍵詞：給水處理；生物除錳；生活飲用水
　　中圖分類號：TU991.26
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
　　文章編號：1009－2455(2002)0－0022－03

　　浩良河化肥廠位于黑龍江省伊春市浩良河鎮(zhèn)，該地區(qū)地下水比較貧乏，且地下水中含錳量較高。為提高生活飲用水質(zhì)量，浩良河化肥廠組織專業(yè)人員就錳含量高的問題進(jìn)行了考察論證，從投資與成本、技術(shù)的可靠性、運行的穩(wěn)定性、操作的復(fù)雜性等方面進(jìn)行了方案比較，最終決定采用生物除錳技術(shù)^[1]財原有生活飲用水進(jìn)行除錳處理，現(xiàn)就有關(guān)設(shè)計與運行總結(jié)介紹，供同行參考。

1 飲用水水源及原有處理工藝

1.1 生活飲用水水源
　　浩良河化肥廠生活飲用水以深層地下水為水源，取自3.5km以外的水源地，鐵與錳的質(zhì)量濃度分別為10-21mg/L，0.25－1.8mg/L；處理后鐵的質(zhì)量濃度為0.1－0.3mg/L，錳的質(zhì)量濃度為0.25－0.8mg/L。水處理站采用跌水曝氣、石英砂過濾工藝，設(shè)計處理能力1000m³/d。
1.2 工藝流程
　　其工藝流程如圖1所示。

　　原水由一次泵站通過輸水干管送到水處理站后首先進(jìn)人曝氣池頂部，從1.1m高處的噴淋管噴淋曝氣后落入內(nèi)部跌水池，再沿內(nèi)部跌水池四周溢流而下，再次跌水曝氣，落入下部1.3m處的外部水池內(nèi)，然后跌人混合井，同時在此處投加聚合氯化鋁，使之與原水充分混合，再經(jīng)無閥濾池過濾，并以重力流流入生活水池，最后由生活水泵送往生活區(qū)供居民使用。

2 原水水質(zhì)與除錳方案

2.1 原水水質(zhì)
　　為了合理確定除錳系統(tǒng)工藝流程，我們統(tǒng)計了原水水質(zhì)分析資料，其水質(zhì)分析數(shù)據(jù)見表1。

表1 原水分析數(shù)據(jù)

項目 數(shù)據(jù) 水溫 3-4 ρ(濁度)/(mg.^L-1) 45 肉眼可見物 無 pH值 6.55 ρ(總硬度)/(mg.L^-1)(CaCO₃計) 65.6 ρ(鈣)(mg.L^-1) 13.97 ρ(鎂)/(mg.L^-1) 7.48 ρ(鐵)/(mg.L^-1) 12.06 ρ(錳)/(mg.L^-1) 1.09 ρ(銅)/(mg.L^-1) ＜0.001 ρ(鋅)(mg.L^-1) ＜0.015 ρ(氯化物)/(mg.L^-1) 9.57 色度/倍 ＞60 味 無 ρ(氟化物)/(個.mL^-1) 0.17 ρ(氨氮)/(個.mL^-1) 0.65 ρ(亞硝酸鹽氮)/(個.mL^-1) 0.004 細(xì)菌總數(shù)/(個.mL^-1) 4

2.2 除錳方案
　　用于實際生產(chǎn)的除錳方法有：堿化除錳法、KMnO4氧化法、氯連續(xù)再生接觸氧化法、空氣接觸氧化法、生物氧化除錳法^[2]等，前3種方法需投藥，增加運行成本，而且操作復(fù)雜。從我廠現(xiàn)有裝置的實際運行情況來看，空氣接觸氧化法對現(xiàn)有水質(zhì)除錳不夠理想。而錳的生物氧化法理論比較完善可靠。為此采用了生物除錳的方法。

3 除錳系統(tǒng)

3.1 除錳流程
　　在分析了原有流程、原水及處理后的自來水水質(zhì)后，決定采用“一級跌水曝氣+無閥濾池過濾+二級表面曝氣+錳砂過濾”的流程，即在原無閥濾池的后面再增加一級除錳工藝，同時停止投加聚合氯化鋁混凝劑。改進(jìn)后的流程如圖2所示。

3.2 主要構(gòu)筑物及設(shè)備
3.2.1 表面曝氣池
　　表面曝氣池呈長方形，其平面尺寸：3.08m×2.60m，有效水深3.55m，總?cè)莘e45.9m³，水在池中停留時間20min；曝氣區(qū)平面尺寸：3.01×2.60m，水深3.55m；表曝機(jī)采用泵型葉輪，葉輪直徑：D=500mm，葉輪線速度4－6m/s。
3.2.2 吸水池及提升泵
　　吸水池呈長方形，平面尺寸為：3.80m×2.60m，有效水深3.55m ；總?cè)莘e45.9m3；提升泵采用100QW100－22型潛水泵，流量100m3/h，揚程22m。
3.2.3 除錳罐規(guī)格及工藝參數(shù)
　　除錳罐是除錳工藝中的主要設(shè)備，其主要作用是去除經(jīng)二級曝氣處理的濾后水中的鐵和錳，本流程中采用Φ3.0m×4.79m的除錳過濾器 2臺，內(nèi)裝錳砂濾料，采用小阻力配水，過濾面積7.1m²，設(shè)計處理能力50m³/(h·臺)。除錳罐的操作參數(shù)如表2所示。
濾料級配見表3。

表2 除錳罐操作參數(shù)

控制參數(shù) 控制數(shù)據(jù) 過濾速度/(m.h^-1) 7.0 工作壓力/Mpa 0.44 反洗周期/h 48 反洗強度/(L.s^-1.m^-2) 18 反洗時間/min 5-10

表3 除錳罐濾料參數(shù)

濾料種類 級配/mm 裝填厚度/mm 錳硝 0.6-2.0 100 　 2.0-4.0 100 　 4.0-8.0 100 　 8.0-16.0 100 河卵石 16.0-32.0 100 　 32.0-64.0 150

3.2.4 生活水池與供水泵房
　　生活水池為半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有效容積600m³/m³。供水泵房為半地下式，其平面尺寸為：7.5m×24.5m，內(nèi)設(shè)生活水泵2臺，反沖洗泵2臺，消防水泵4臺。生活水泵為自灌式起動，單機(jī)功率40kw，流量105m³/(h·臺)，供水總管壓力0.5－0.6MPa。

4 除錳效果及經(jīng)濟(jì)分析

4.1 運行情況
　　本工程剛投產(chǎn)時出水鐵、錳均達(dá)設(shè)計指標(biāo)，但運行20余天后，濾后水鐵、錳開始逐漸增高，原因是錳砂吸附飽和和生物膜形成脫節(jié)、銜接不好所致，這期間除錳主要是靠錳砂的吸附作用，生物活性除錳層并沒有形成，為此，調(diào)整了運行工況，并進(jìn)行微生物接種、培養(yǎng)和馴化，以加速生物活性除錳層的成熟，經(jīng)3個月的精心調(diào)試，濾后水鐵含量穩(wěn)定在0.1－0.28mg/L，去除率為98.34％；錳為痕量，錳去除率近于100％。至此認(rèn)為，生物活性除錳濾層已基本成熟。現(xiàn)裝置的最終出水鐵、錳指標(biāo)均達(dá)到國標(biāo)，實際運行證明，生物除錳是可行的，系統(tǒng)運行一直比較穩(wěn)定。
　　為較好的說明生物技術(shù)的除錳效果，在此，我們將工程驗收時的有關(guān)數(shù)據(jù)整理如表4。

表4 生物除錳運行情況

月份 ρ(Fe)/(mg.L^-1) ρ(Mn)/(mg.L^-1) ρ(NH3-N)/(mg.L^-1) 濾支細(xì)菌數(shù)/(個.m^g-1) 進(jìn)水 出水 進(jìn)水 出水 進(jìn)水 出水 1 9.38 0.28 0.96 0.87 1.46 0.025 2 9.63 0.22 0.98 0.92 1.48 0.031 3 10.02 0.18 1.16 0.78 1.56 0.028 4 11.03 0.23 1.05 0.58 0.98 0.026 2.8×10³ 5 10.69 0.17 0.99 0.029 0.99 0.025 8.1×10⁴ 6 11.86 0.16 0.98 0.019 1.06 0.032 5.6×10⁵ 7 10.12 0.13 0.86 0.050 0.99 0.051 4.6×10⁵ 8 9.46 0.12 0.96 0.018 1.16 0.026 6.8×10⁵ 9 8.68 0.09 1.02 0.022 0.98 0.026 6.6×10⁶ 10 10.06 0.11 1.09 0.027 0.86 0.025 7.6×10⁶ 11 9.19 0.12 1.05 0.021 0.89 0.025 8.6×10⁶ 12 10.01 0.09 1.15 0.020 0.364 0.015 8.8×10⁶

4.2 經(jīng)濟(jì)分析
　　除錳系統(tǒng)投運前，每天加15kg聚合氯化鋁，1年按360d計算(去除檢修時間)，商品氯化鋁每噸按2600元計算，則每年可節(jié)約藥費為：15×360/1000×2600＝14040(元/a)。
　　由以上分析可知，采用生物除錳技術(shù)，在改善水質(zhì)的同時，還節(jié)省了水處理費用，同時也簡化了操作程序。

5 結(jié)語

　　 本生物除錳設(shè)計是成功的，達(dá)到了設(shè)計目的，和原工藝相比停止了加聚合氯化鋁混凝劑，便于操作管理。濾后水鐵、錳均達(dá)到國標(biāo)。二級處理對于去除亞硝酸鹽有作用，但不十分明顯，這方面有待研究。

參考文獻(xiàn)：

　　[1] 張杰，楊宏，徐愛軍，等.生物固錳除錳技術(shù)的確立[J].給水排水，1996，22(11)：5－10
　　[2] 張杰，戴鎮(zhèn)生 地下水除鐵除錳現(xiàn)代觀[J] 給水排水，1996，22(10)：13—16

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　　作者簡介：姬保江(1969－)。男，吉林公主嶺人，工程師，現(xiàn)任職于浩良河化肥廠油改煤工程三期辦，電話(0454)8198743，baojiang＠0451.com