作者來源:gysxlc 發布時間： 2018/3/22 8:42:08 標簽：錳砂濾料與鵝卵石人工濕地應用對比-嵩鑫濾材
導讀：錳砂人工濕地顯示出良好的鐵,錳去除能力,出水總鐵和Mn2+濃度基本都在0.05mg/L以下,去除率>90%,而且去除能力并沒有因為HRT的縮短和水溫的下降而降低.
錳砂濾料與鵝卵石人工濕地應用對比
建設人工濕地深度處理鋼鐵企業的排放廢水時采用天然錳砂濾料,與采用鵝卵石人工濕地的處理效果進行對比發現，天然錳砂填料人工濕地具有較好的長期鐵、錳去除效果,鐵離子和錳離子的去除率均在90%以上,當進水總鐵離子和Mn2+濃度分別為0.3~1.2mg/L和0.2~1.1mg/L時,出水中鐵錳的濃度基本保持在0.05mg/L以下,達到了回用水水質標準。而鵝卵石人工濕地會出現鐵、錳的累積和解吸現象,沒有持續的鐵、錳去除能力。同時,天然錳砂濾料人工濕地對COD、TP和NH4+-N的去除效果均好于鵝卵石人工濕地。
人工濕地由于具有建造和運行費用低、維護簡單、適用面廣、抗沖擊負荷能力強等特點,已被廣泛用于污水的深度處理,在工業廢水處理領域也有大量的應用實例。根據鋼鐵生產廢水中鐵、錳含量較高的特點,采用人工濕地對其進行處理時需要增強除鐵、除錳功能。天然錳砂濾料是人工濕
地系統的重要組成部分,它既為濕地植物和微生物的生長提供載體,又通過一些物理化學途徑去除污水中的污染物。濕地填料必須根據原水水質特征和去除目標進行合理選擇,一般石英砂、鵝卵石、碎瓦等主要用于以SS、COD和BOD為特殊污染物的污水處理,而礦渣、粉煤灰、黃褐土、沸石、頁巖等除磷效果較好。由于鋼鐵廢水的回用處理有除鐵、除錳要求,因此借鑒錳砂濾料過濾生物除鐵除錳工藝的應用效果,采用將天然錳砂濾料作為濕地填料的試驗。
錳砂濾料鐵錳去除效果和原理
通過分別構建錳砂人工濕地和鵝卵石人工濕地,考察兩者在鐵、錳去除方面的差異。兩個采用PVC制成的垂直流人工濕地均,尺寸皆為1m×0.6m×0.8m;填料層厚度為0.6m,分別裝填粒徑為6~8mm的錳砂和5~15mm的鵝卵石。填料表面不覆土,植物為蘆葦,種植密度約為50株/m2。人工濕地在HRT為5d的條件下啟動運行,連續運行1個月后,植物適應了水質并生長良好,開始對濕地的進、出水進行取樣分析,取樣頻率約為2次/周。待處理效果穩定后以每次減少HRT為1d的幅度增加處理負荷,每個水力負荷下至少穩定運行1個月以上。
試驗用水取自某大型鋼鐵企業的人工護廠河(用以收集和調蓄經處理達標的鋼鐵生產廢水、生活污水以及雨水,并通過泵站將其排入附近水體),經長期監測,發現其pH值和DO濃度較高,COD、氮和磷的含量較低,鐵、錳濃度變化較大。實驗發現,濁度及鐵、錳濃度不能滿足《城市污水再生利用工業用水水質》的循環冷卻水水質要求,而且當需要采用反滲透技術進行深度脫鹽處理時,COD值也超標。對鐵、錳的去除根據《城市污水再生利用工業用水水質》的標準,鋼鐵廢水再生回用作循環冷卻系統補充水時,鐵、錳濃度應分別控制在0.3mg/L和0.1mg/L以下。試驗中通過監測錳砂人工濕地和鵝卵石人工濕地的運行效果,考察兩者在鐵、錳去除方面的差異。天然錳砂人工濕地顯示出良好的鐵、錳去除能力,出水總鐵和Mn2+濃度基本都在0.05mg/L以下,去除率>90%,而且去除能力并沒有因為HRT的縮短和水溫的下降而降低；鵝卵石石人工濕地對鐵、錳的去除效果不佳,且其去除能力隨運行時間的增加而逐漸減弱,運行了115d后失去了對鐵、錳的去除能力。
根據錳砂過濾工藝去除地下水中鐵、錳的研究成果,錳砂中的MnO2對Fe2+和Mn2+具有很強的吸附能力,吸附在錳砂表面的Fe2+和Mn2+能在MnO2的催化作用下被氧化,并在錳砂表面生長出生物膜,該生物膜的主要成分為Fe(OH)3·2H2O及MnO2·xH2O,它可與水體中的Fe2+和Mn2+發生如下反應。這種生物膜具有催化再生功能。在中性pH值范圍內,Fe2+、Mn2+就能被生物膜吸附,然后在生物膜的催化作用下迅速氧化水解,又生成了新的Fe(OH)3·2H2O及MnO2·xH2O,補充生物膜物質繼續參與反應。根據已有研究,只要進水溶解氧>3mg/L即可滿足生物除鐵除錳要求。而試驗廢水的溶解氧為3.5~8.3mg/L,再加上蘆葦根系的輸氧作用,因而溶解氧能滿足錳砂填料生物除鐵除錳的要求。鵝卵石人工濕地在運行初期具有一定的鐵、錳去除能力,但這種能力逐漸減弱,且在運行過程中出現了解吸現象。
整個試驗期間鵝卵石人工濕地對鐵、錳的去除總量較小,前期的吸附量和后期的解吸量基本持平。為驗證鵝卵石填料存在鐵、錳解吸現象,對其進行鐵、錳浸出試驗:從鵝卵石人工濕地內部取出一定量的鵝卵石填料,常溫下攤開陰干;稱取一定量陰干鵝卵石并加入0.5L純水,搖勻后靜置24h;取浸液100mL,用濾紙濾除懸浮雜質后測定Mn2+含量。由于鐵主要以Fe(OH)3絮體形式存在,濾紙過濾會影響對總鐵的測定結果,因此只通過測定浸液中的Mn2+含量來考察鵝卵石填料的解吸現象。鵝卵石填料經過純水浸泡24h后可解吸出一定量的Mn2+。對鵝卵石填料量和浸出液中的錳含量進行線性擬合,結果表明兩者呈線性相關。鵝卵石填料存在鐵、錳解吸現象可能是由于鵝卵石不含MnO2,無法與Fe(OH)3·2H2O和MnO2·xH2O緊密結合,因而隨著生物膜的交替更新,原先吸附在鵝卵石表面的鐵、錳隨脫落的生物膜流出濕地,發生了解吸現象。
錳砂人工濕地對有機物的去除
由于試驗用水主要為經處理后達標排放的鋼鐵生產廢水,加上河道的自然調蓄,其COD濃度較低,同時BOD/COD值僅為0.14,可生化性較差。對COD的去除效果成熟的錳砂生物填料內存在著復雜的微生物群落,因而對有機物及氨氮有較好的去除效果。,在HRT為2~5d、水溫為9.2~35.5℃時,錳砂人工濕地對COD的去除率在50.7%~54.6%之間變化,出水濃度都能穩定在10mg/L以下,滿足反滲透脫鹽工藝的進水水質要求,而相同條件下的鵝卵石人工濕地對COD的去除率只有22.8%~35.5%。可見,錳砂人工濕地比鵝卵石人工濕地具有更好的COD去除能力,這可能與錳砂填料床內存在更豐富的微生物群落有關。
錳砂人工濕地除氮,磷能力
由于錳砂人工濕地內的微生物群落更為豐富,因而對氨氮的去除效果略好。錳砂人工濕地和鵝卵石人工濕地都表現出良好的除磷能力,并且對磷的去除效果隨運行時間的增加而逐漸加強。錳砂人工濕地在運行了120d后,即使HRT不斷縮短、水溫不斷降低,出水中的磷仍為痕量;鵝卵石人工濕地運行至第130天時對磷的去除率也提高到90%以上。根據研究發現,人工濕地主要依靠填料的化學吸附作用除磷,據此推斷錳砂對磷的吸附性能優于鵝卵石。
錳砂濾料與鵝卵石人工濕地對比總結
1,采用錳砂人工濕地深度處理鋼鐵企業的達標排放廢水是可行的,可使出水鐵、錳濃度均降至0.05mg/L以下,完全達到循環冷卻水補充水的水質要求,也滿足反滲透工藝的進水水質要求。
2,對于可生化性較差的鋼鐵企業達標排放廢水,在HRT為2~5d和水溫為19.2~35.5℃的條件下,錳砂人工濕地對COD的去除率為50.7%~54.6%,而鵝卵石人工濕地的僅為22.8%~35.5%。
3,錳砂人工濕地對氨氮和總磷的去除效果均好于鵝卵石人工濕地,并且對TP的去除效果隨運行時間的增加而逐漸加強。
錳砂，天然錳砂,錳砂濾料,鵝卵石,路面鵝卵石,景觀鵝卵石供應商鞏義市嵩鑫濾材工業有限公司熱誠歡迎各界水處理專家,供應商,客戶光臨我公司參觀指導。嵩鑫濾材水處理材料;濾頭濾水帽系列官網;http://www.sxlvmao.com/錳砂,錳砂濾料,除鐵除錳濾料官網;http://m.jlsmdny.com/斜管,蜂窩斜管系列官網;http://www.hnxwll.com/果殼活性炭,煤質活性炭,粉末活性炭系列官網;http://www.sxlchxt.com/纖維球,改性纖維球,彗星式纖維濾料系列官網;http://www.zgsxlc.com/系列凈水產品價格性能用途技術咨詢服務熱線電話:15037105616,13803827244,0371-64359484傳真:0371-64385416,郵箱:gysxlc@163.com,客服QQ:995707646，756001491.歡迎新老客戶來函,來電,來人現場考察洽談合作！
