锰砂对地下水除锰的化学作用与生物作用效果研究

论文摘要

随着我国社会的发展,各种人类活动导致了地下水污染。地下水往往含有过高的铁、锰和氨氮。过高的铁、锰和氨氮会对环境和人类造成不利的影响。所以去除铁锰及氨氮的研究有着重要的经济意义和社会意义。本课题以哈尔滨市阿城区地下水为水源,研究不同生滤料的成熟过程,以及考察在生物灭活方式和污染活性滤膜方式下,滤柱对污染物的去除能力的差异,从而比较锰质活性滤膜中的生物与化学作用及两者间的关系,以加深对滤料除锰机理的理解。为了研究不同生滤料的成熟过程的差异,实验选取了三种滤料（锰砂、沸石和石英砂）。其中除锰效果最好的是锰砂滤柱,其次是沸石滤柱,最后是石英砂滤柱。活性滤膜成熟后滤柱的锰去除率无明显差别。在锰质活性滤膜生成的过程中,生物也在不断地生长。在滤料成熟过程中,不仅有生物的作用,还有化学的作用。为了研究锰砂除锰机理以及其中生物作用所占比重,实验通过不同种灭菌方式抑制滤柱的生物作用。灭菌后滤柱锰去除率有所降低。滤料再次成熟稳定运行后,滤柱锰的去除率都在97%左右,具有很好的除锰效果。灭菌后砂样上的铁细菌较少,生物作用较少,但是却具备催化氧化除锰能力,表明此锰质活性滤膜除锰主要是化学催化氧化作用机理。为了抑制锰砂除锰的化学作用,实验采用加入不同浓度Fe2+溶液的方式。随着Fe2+浓度的增加,二价锰的去除率降低的越多,活性滤膜的化学作用降低的越多,且滤料再次成熟期越长。随着系统的运行,在滤料再次成熟前,铁细菌含量基本没有大的变化,都在104个/cm3。这说明活性滤膜的化学催化氧化作用受到抑制时,铁细菌的生物氧化作用是除掉地下水中的二价锰的贡献者之一。比较成熟锰砂的锰质活性滤膜中生物与化学作用,可以得到以下结论:随着锰质活性滤膜的积累,成熟的锰质活性滤膜的除锰机理主要是化学催化氧化作用。

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摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.1.1 课题的来源

1.1.2 课题的研究背景及意义

1.2 国内外地下水除铁锰技术的发展及相关研究

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 国内外文献综述的现状

1.3 课题的研究内容及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第2章试验材料与方法

2.1 试验材料和装置

2.1.1 试验用水

2.1.2 试验装置与运行参数

2.1.3 试验器材与试剂

2.2 实验方法

2.2.1 接触氧化法动态过滤的试验方法

2.2.2 滤柱生物灭活的试验方法

2+污染活性滤膜的试验方法'> 2.2.3 Fe²⁺污染活性滤膜的试验方法

2.3 检测项目与分析方法

2.3.1 有机污染物的测定

2.3.2 无机污染物的测定

2.3.3 生物量的测定

2.3.4 表征方法

第3章接触氧化法培养滤料的试验

3.1 引言

3.2 滤料的选择及系统的运行

3.3 试验的净水效能评价

3.3.1 除锰效能评价

3.3.2 除氨氮效能评价

3.3.3 除浊度效能评价

3.3.4 砂样生物含量分析

3.3.5 滤料表观形貌及元素分析

3.4 本章小结

第4章滤柱生物灭活的过滤试验

4.1 引言

4.2 灭菌剂的选择

4.3 试验的净水效能评价

4.3.1 除锰效能评价

4.3.2 除氨氮效能评价

4.3.3 除浊度效能评价

4.3.4 除UV254效能评价

4.3.5 砂样生物含量分析

4.3.6 滤料表观形貌及元素分析

4.4 本章小结

2+污染活性滤膜的过滤试验'>第5章 FE²⁺污染活性滤膜的过滤试验

5.1 引言

2+对活性滤膜的污染'> 5.2 FE²⁺对活性滤膜的污染

5.3 试验的净水效能评价

5.3.1 除锰效能评价

5.3.2 除氨氮效能评价

5.3.3 除浊度效能评价

5.3.4 砂样生物含量分析

5.3.5 活性滤膜除锰效能的生物作用与化学作用的比较

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 仲琳

导师: 李圭白

关键词: 地下水,除锰,活性滤膜,生物作用,化学催化氧化

来源: 哈尔滨工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,环境科学与资源利用

单位: 哈尔滨工业大学

基金: 国家重点研发计划资助(2018YFC0408000,2018YFC0408001)

分类号: X523;P641

DOI: 10.27061/d.cnki.ghgdu.2019.003584

总页数: 72

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