活性炭/锰砂生物滤层法去除地下水中铁锰的研究
发布时间：2021-08-18 17:32
以改进中小型除铁锰设备为目标,研究了活性炭/锰砂滤层来强化滤层的截污效率,进一步通过自动控制方法实现设备的自动运行,有效的解决了部分地区村镇居民和小型企业的用水难题。相关研究结果如下:（1）获得了活性炭/锰砂生物滤层培养与启动方法,该方法采用生物强化技术,将高浓度菌液与滤料混合的接种方式,在低滤速条件下升流式进水培养,维持生物滤层的贫营养生态系统,可促进生物滤层的快速成熟。（2）根据双层滤料中铁、锰细菌的沿程分布特征和铁、锰的沿程去除规律,提出活性炭-锰砂双层滤料床布置方案,避免了传统均质、级配滤层中铁锰集中在表面滤料层去除的现象,增强了上层滤料的纳污量,实现了滤床空间有效利用,延长了生物滤层的工作周期,减缓了水头损失增加速率。（3）曝气效率分析的结果显示,射流泵曝气效率优于曝气塔和喷淋式曝气,而显著强于跌水曝气。出水水质分析结果显示,维持上层液体低DO条件即可满足滤层除铁锰要求。（4）实现了生物除铁锰设备的溶解氧实时监控自动控制,该自控系统可以根据生物滤层溶解氧变化情况,建立控制节点,根据进出水溶解氧浓度来调节过滤速率,避免高溶解氧条件下大量氧化水中Fe2+和抑制铁、锰细菌活性,而且...
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 研究背景
1.1.1 铁、锰元素简介
1.1.2 地下水中铁、锰元素来源
1.1.3 地下水中铁、锰元素的危害
1.1.4 地下水中去除铁、锰元素的意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本论文研究内容
1.4 研究方法
第二章 铁锰去除的材料与方法
2.1 实验原材料与试剂
2.2 生物除铁除锰设备模拟装置
2.3 滤料配比、水头损失和不同反冲洗强度对滤柱的影响
2.4 曝气效能研究
2.5 溶解氧实时监控系统
第三章 滤柱除铁除锰效果及其影响因素分析
3.1 除铁效果的对比
3.2 除锰效果的对比
3.3 水头损失比较
3.4 反冲洗对除铁除锰效果的影响
3.4.1 反冲洗周期对活性炭/锰砂滤层成熟的影响
3.4.2 反冲洗时间对活性炭/锰砂滤层成熟的影响
3.4.3 反冲洗强度对活性炭/锰砂滤层成熟的影响
3.5 活性炭/锰砂混层滤料中两种滤料最佳比例研究
3.6 滤速对滤层快速启动的影响
3.7 小结
第四章 生物滤层结构与功能研究
4.1 生物滤层中细菌数量的沿层变化
4.2 生物滤层中铁和锰的沿层去除
4.3 生物滤层厚度
4.4 生物强化细菌的选择与接种方式
4.5 投加生物活性炭强化滤层的快速启动
4.6 小结
第五章 生物除铁除锰设备曝气效能研究
5.1 跌水曝气试验分析
5.2 曝气塔曝气试验分析
5.3 喷淋曝气试验分析
5.4 射流曝气试验分析
5.5 工程经济效益分析
5.6 小结
第六章 溶解氧实时控制系统
6.1 控制系统
6.2 PID控制系统算法
6.3 PLC控制闭环控制系统
6.4 PID系统调试与运行
6.4.1 正常运行条件
6.4.2 临界条件
6.5 小结
第七章 结论与建议
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 建议与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物滤池净化含铁锰高氨氮地下水试验研究[J]. 蔡言安,李冬,曾辉平,罗亚红,张杰. 中国环境科学. 2014(08)
[2]Spatio-temporal succession of iron and manganese microbial community in biological filter layer[J]. 李绍峰,冉治霖,崔崇威. Journal of Harbin Institute of Technology. 2011(01)
[3]油田采油污水处理的溶解氧浓度PID控制稳定参数域综合[J]. 谢超,刘鲁源. 云南大学学报(自然科学版). 2010(02)
[4]我国地下水除铁除锰技术研究概况[J]. 陈丽芳,李敏. 福建师范大学学报(自然科学版). 2009(05)
[5]地下水除铁除锰技术的研究进展[J]. 马恩,王刚. 环境保护与循环经济. 2008(07)
[6]浅谈地下水除铁除锰技术[J]. 蔡辉,黄学平,陈春柏,刘燕琴. 江西化工. 2007(02)
[7]地下水污染场地污染的控制与修复[J]. 赵勇胜. 吉林大学学报(地球科学版). 2007(02)
[8]地下水除铁除锰技术评析[J]. 田滨,鄢恒珍. 湖南城市学院学报(自然科学版). 2007(01)
[9]混凝在洞庭湖区地下水除铁除锰中的应用[J]. 肖伟民,吴光春,王峰. 给水排水. 2006(04)
[10]生物除铁除锰滤池的快速启动研究[J]. 李冬,张杰,王洪涛,程东北. 中国给水排水. 2005(12)
硕士论文
[1]生物除铁除锰滤池工程调试及锰氧化菌的多样性研究[D]. 刘亚君.哈尔滨工业大学 2012
[2]地下水除铁除锰工艺设计及应用实例[D]. 孙恒战.吉林大学 2012
[3]接触氧化除锰滤池的快速启动研究[D]. 钟爽.吉林大学 2012
[4]东北地区村镇地下水生物除铁锰技术的试验研究[D]. 韩贵山.吉林大学 2011
[5]接触氧化法和吸附法对水中铁锰的去除试验研究[D]. 陈心凤.浙江大学 2011
[6]维系沈阳市生物除锰滤池除锰能力的实验研究[D]. 杨晓峰.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3350321
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 研究背景
1.1.1 铁、锰元素简介
1.1.2 地下水中铁、锰元素来源
1.1.3 地下水中铁、锰元素的危害
1.1.4 地下水中去除铁、锰元素的意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本论文研究内容
1.4 研究方法
第二章 铁锰去除的材料与方法
2.1 实验原材料与试剂
2.2 生物除铁除锰设备模拟装置
2.3 滤料配比、水头损失和不同反冲洗强度对滤柱的影响
2.4 曝气效能研究
2.5 溶解氧实时监控系统
第三章 滤柱除铁除锰效果及其影响因素分析
3.1 除铁效果的对比
3.2 除锰效果的对比
3.3 水头损失比较
3.4 反冲洗对除铁除锰效果的影响
3.4.1 反冲洗周期对活性炭/锰砂滤层成熟的影响
3.4.2 反冲洗时间对活性炭/锰砂滤层成熟的影响
3.4.3 反冲洗强度对活性炭/锰砂滤层成熟的影响
3.5 活性炭/锰砂混层滤料中两种滤料最佳比例研究
3.6 滤速对滤层快速启动的影响
3.7 小结
第四章 生物滤层结构与功能研究
4.1 生物滤层中细菌数量的沿层变化
4.2 生物滤层中铁和锰的沿层去除
4.3 生物滤层厚度
4.4 生物强化细菌的选择与接种方式
4.5 投加生物活性炭强化滤层的快速启动
4.6 小结
第五章 生物除铁除锰设备曝气效能研究
5.1 跌水曝气试验分析
5.2 曝气塔曝气试验分析
5.3 喷淋曝气试验分析
5.4 射流曝气试验分析
5.5 工程经济效益分析
5.6 小结
第六章 溶解氧实时控制系统
6.1 控制系统
6.2 PID控制系统算法
6.3 PLC控制闭环控制系统
6.4 PID系统调试与运行
6.4.1 正常运行条件
6.4.2 临界条件
6.5 小结
第七章 结论与建议
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 建议与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物滤池净化含铁锰高氨氮地下水试验研究[J]. 蔡言安,李冬,曾辉平,罗亚红,张杰. 中国环境科学. 2014(08)
[2]Spatio-temporal succession of iron and manganese microbial community in biological filter layer[J]. 李绍峰,冉治霖,崔崇威. Journal of Harbin Institute of Technology. 2011(01)
[3]油田采油污水处理的溶解氧浓度PID控制稳定参数域综合[J]. 谢超,刘鲁源. 云南大学学报(自然科学版). 2010(02)
[4]我国地下水除铁除锰技术研究概况[J]. 陈丽芳,李敏. 福建师范大学学报(自然科学版). 2009(05)
[5]地下水除铁除锰技术的研究进展[J]. 马恩,王刚. 环境保护与循环经济. 2008(07)
[6]浅谈地下水除铁除锰技术[J]. 蔡辉,黄学平,陈春柏,刘燕琴. 江西化工. 2007(02)
[7]地下水污染场地污染的控制与修复[J]. 赵勇胜. 吉林大学学报(地球科学版). 2007(02)
[8]地下水除铁除锰技术评析[J]. 田滨,鄢恒珍. 湖南城市学院学报(自然科学版). 2007(01)
[9]混凝在洞庭湖区地下水除铁除锰中的应用[J]. 肖伟民,吴光春,王峰. 给水排水. 2006(04)
[10]生物除铁除锰滤池的快速启动研究[J]. 李冬,张杰,王洪涛,程东北. 中国给水排水. 2005(12)
硕士论文
[1]生物除铁除锰滤池工程调试及锰氧化菌的多样性研究[D]. 刘亚君.哈尔滨工业大学 2012
[2]地下水除铁除锰工艺设计及应用实例[D]. 孙恒战.吉林大学 2012
[3]接触氧化除锰滤池的快速启动研究[D]. 钟爽.吉林大学 2012
[4]东北地区村镇地下水生物除铁锰技术的试验研究[D]. 韩贵山.吉林大学 2011
[5]接触氧化法和吸附法对水中铁锰的去除试验研究[D]. 陈心凤.浙江大学 2011
[6]维系沈阳市生物除锰滤池除锰能力的实验研究[D]. 杨晓峰.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3350321
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