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50m³/h生活饮用水除锰解决方案
浩良河化肥厂生活饮用水以深层地下水为水源,取自3.5km以外的水源地,铁与锰的质量浓度分别为10-21mg/L,0.25-1.8mg/L;处理后铁的质量浓度为0.1-0.3mg/L,锰的质量浓度为0.25-0.8mg/L。水处理站采用跌水曝气、石英砂过滤工艺,设计处理能力1000m3/d。
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下载价格: 3.50元 编制时间: 2009-06-15

50m³/h生活饮用水除锰解决方案

浩良河化肥厂位于黑龙江省伊春市浩良河镇,该地区地下水比较贫乏,且地下水中含锰量较高。为提高生活饮用水质量,浩良河化肥厂组织专业人员就锰含量高的问题进行了考察论证,从投资与成本、技术的可靠性、运行的稳定性、操作的复杂性等方面进行了方案比较,最终决定采用生物除锰技术,原有生活饮用水进行除锰处理,现就有关设计与运行总结介绍,供同行参考。

1 饮用水水源及原有处理工艺

1.1 生活饮用水水源
  浩良河化肥厂生活饮用水以深层地下水为水源,取自3.5km以外的水源地,铁与锰的质量浓度分别为10-21mg/L,0.25-1.8mg/L;处理后铁的质量浓度为0.1-0.3mg/L,锰的质量浓度为0.25-0.8mg/L。水处理站采用跌水曝气、石英砂过滤工艺,设计处理能力1000m3/d。
1.2 工艺流程 其工艺流程如图1所示。


 原水由一次泵站通过输水干管送到水处理站后首先进人曝气池顶部,从1.1m高处的喷淋管喷淋曝气后落入内部跌水池,再沿内部跌水池四周溢流而下,再次跌水曝气,落入下部1.3m处的外部水池内,然后跌人混合井,同时在此处投加聚合氯化铝,使之与原水充分混合,再经无阀滤池过滤,并以重力流流入生活水池,最后由生活水泵送往生活区供居民使用。

2 原水水质与除锰方案

2.1 原水水质

为了合理确定除锰系统工艺流程,我们统计了原水水质分析资料,其水质分析数据见表1。

表1  原水分析数据

 

项目

数据

水温

3-4

ρ(浊度)/(mg.L-1)

45

肉眼可见物

pH

6.55

ρ(总硬度)/(mg.L-1)(CaCO3计)

65.6

ρ(钙)(mg.L-1)

13.97

ρ(镁)/(mg.L-1)

7.48

ρ(铁)/(mg.L-1)

12.06

ρ(锰)/(mg.L-1)

1.09

ρ(铜)/(mg.L-1)

<0.001

ρ(锌)(mg.L-1)

<0.015

ρ(氯化物)/(mg.L-1)

9.57

色度/倍

>60

ρ(氟化物)/(个.mL-1)

0.17

ρ(氨氮)/(个.mL-1)

0.65

ρ(亚硝酸盐氮)/(个.mL-1)

0.004

细菌总数/(个.mL-1)

4

2.2 除锰方案

用于实际生产的除锰方法有:碱化除锰法、KMnO4氧化法、氯连续再生接触氧化法、空气接触氧化法、生物氧化除锰法等,前3种方法需投药,增加运行成本,而且操作复杂。从我厂现有装置的实际运行情况来看,空气接触氧化法对现有水质除锰不够理想。而锰的生物氧化法理论比较完善可靠。为此采用了生物除锰的方法。

3 除锰系统

3.1 除锰流程

在分析了原有流程、原水及处理后的自来水水质后,决定采用“一级跌水曝气+无阀滤池过滤+二级表面曝气+锰砂过滤”的流程,即在原无阀滤池的后面再增加一级除锰工艺,同时停止投加聚合氯化铝混凝剂。改进后的流程如图2所示。

3.2 主要构筑物及设备
3.2.1 表面曝气池

表面曝气池呈长方形,其平面尺寸:3.08m×2.60m,有效水深3.55m,总容积45.9m3,水在池中停留时间20min;曝气区平面尺寸:3.01×2.60m,水深3.55m;表曝机采用泵型叶轮,叶轮直径:D=500mm,叶轮线速度4-6m/s。

3.2.2 吸水池及提升泵

吸水池呈长方形,平面尺寸为:3.80m×2.60m,有效水深3.55m ;总容积45.9m3;提升泵采用100QW100-22型潜水泵,流量100m3/h,扬程22m。
3.2.3 除锰罐规格及工艺参数
  除锰罐是除锰工艺中的主要设备,其主要作用是去除经二级曝气处理的滤后水中的铁和锰,本流程中采用Φ3.0m×4.79m的除锰过滤器 2台,内装锰砂滤料,采用小阻力配水,过滤面积7.1m2,设计处理能力50m3/(h·台)。除锰罐的操作参数如表2所示。

表2 除锰罐操作参数

 

制参数

控制数据

过滤速度/(m.h-1)

7.0

工作压力/Mpa

0.44

反洗周期/h

48

反洗强度/(L.s-1.m-2)

18

反洗时间/min

5-10

滤料级配见表3。

表3 除锰罐滤料参数

 

滤料种类

级配/mm

装填厚度/mm

锰硝

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 生活水池与供水泵房

生活水池为半地下式钢筋混凝土结构,有效容积600m3/m3。供水泵房为半地下式,其平面尺寸为:7.5m×24.5m,内设生活水泵2台,反冲洗泵2台,消防水泵4台。生活水泵为自灌式起动,单机功率40kw,流量105m3/(h·台),供水总管压力0.5-0.6MPa。

4 除锰效果及经济分析

4.1 运行情况

本工程刚投产时出水铁、锰均达设计指标,但运行20余天后,滤后水铁、锰开始逐渐增高,原因是锰砂吸附饱和和生物膜形成脱节、衔接不好所致,这期间除锰主要是靠锰砂的吸附作用,生物活性除锰层并没有形成,为此,调整了运行工况,并进行微生物接种、培养和驯化,以加速生物活性除锰层的成熟,经3个月的精心调试,滤后水铁含量稳定在0.1-0.28mg/L,去除率为98.34%;锰为痕量,锰去除率近于100%。至此认为,生物活性除锰滤层已基本成熟。现装置的最终出水铁、锰指标均达到国标,实际运行证明,生物除锰是可行的,系统运行一直比较稳定。

为较好的说明生物技术的除锰效果,在此,我们将工程验收时的有关数据整理如表4。

表4  生物除锰运行情况

 

月份

ρ(Fe)/(mg.L-1)

ρ(Mn)/(mg.L-1)

ρ(NH3-N)/(mg.L-1)

滤支细菌数/(个.mg-1)

进水

出水

进水

出水

进水

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 经济分析

除锰系统投运前,每天加15kg聚合氯化铝,1年按360d计算(去除检修时间),商品氯化铝每吨按2600元计算,则每年可节约药费为:15×360/1000×2600=14040(元/a)。

由以上分析可知,采用生物除锰技术,在改善水质的同时,还节省了水处理费用,同时也简化了操作程序。

5 结语

本生物除锰设计是成功的,达到了设计目的,和原工艺相比停止了加聚合氯化铝混凝剂,便于操作管理。滤后水铁、锰均达到国标。二级处理对于去除亚硝酸盐有作用,但不十分明显,这方面有待研究。

投资和成本低、技术可靠、运行稳定、操作简单、出水稳定。
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