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 在濾料選擇上摒棄錳砂和石英砂，選用無煙煤作為生物濾池濾料，對用無煙煤作為濾料的生物除鐵除錳濾池的工程實現(xiàn)方法、運行規(guī)律和后期管理等進行了研究。無煙煤濾料密度小、質(zhì)地硬和孔隙率大等本質(zhì)特性是生物除鐵除錳技術(shù)所需要的，縮短濾池成熟期，加強濾池的穩(wěn)定性和節(jié)省反沖洗用水等優(yōu)點更是其它濾料無法比擬的。采用無煙煤濾料除鐵除錳拓寬了生物除鐵除錳技術(shù)的應(yīng)用范圍，促進該項技術(shù)向前發(fā)展。

 以無煙煤作為生物除鐵除錳濾池的濾料，在濾池接種后，通過對運行參數(shù)的優(yōu)化調(diào)控,實現(xiàn)高鐵高錳地下水的除鐵除錳。結(jié)果與石英砂、錳砂等濾料相比，采用無煙煤濾料明顯加快了生物濾池的成熟，大大縮短了生物除鐵除錳濾池的成熟期。結(jié)論對于高鐵高錳地下水，無煙煤濾料更適宜作為生物除鐵除錳濾池的濾料。 在廢水深度處理和給水處理中,過濾是普遍采用的一種技術(shù)。濾料顆粒與污染物的粘附過程取決于濾料顆粒和污染物的分子間力和雙電層的相互作用,與濾料顆粒表面的zeta電位密切相關(guān),長期以來,許多研究者都認可了關(guān)于濾料顆粒表面zeta電位的作用及其對過濾機理的影響,確定了濾料的zeta電位是評價濾料顆粒表面性質(zhì)的指標(biāo)。因此,研究濾料表面的zeta電位對于提高過濾效率以及開發(fā)新濾料是十分重要的。 在不同條件下無煙煤單層濾料除鐵、除錳、除濁的試驗和生產(chǎn)實踐，結(jié)果表明無煙煤單層濾料的除鐵、除錳、除濁效果均較好，且其含污能力強，密度較小，可節(jié)省反沖洗水量及電能。

無煙煤濾料的過濾性能比細石英砂的過濾性能好。 將水廠曝氣池壁上生長的生物黏泥作為種泥，通過連續(xù)曝氣通水?dāng)U增后引入所有濾池，以2m/h的濾速、11L/(s•m2)反沖洗進行培養(yǎng)。保持低濾速、弱反沖洗強度的工況連續(xù)培養(yǎng)3-5個月后，生物濾池成熟，出水水質(zhì)達到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。然后再逐漸提高濾速培養(yǎng)，每次提高1m/h后穩(wěn)定培養(yǎng)至濾池出水達標(biāo)，再進行下一次提速，依此類推，直到濾速達到設(shè)計濾速6m/h為止。待調(diào)整完畢，鐵的去除率達到99.5%以上，錳的去除率99%以上，成功地將原水中總鐵由14-18mg/L降至0.05mg/L以下。錳由0.6-1.0mg/L降至0.05mg/L以下，明顯優(yōu)于飲用水標(biāo)準(zhǔn)(總鐵<0.3mg/L、錳<0.1mg/L)。 濾料粒徑(d)與濾層厚度(L)是影響過濾效果的關(guān)鍵因素,通過改變雙層濾料的∑L/d,考察二者對雙層濾料濾柱過濾效果的影響。試驗結(jié)果表明:在∑L/d為1 400時,濾柱的出水效果較好,并且有很好的抗沖擊能力;同時過濾效果受預(yù)處理以及進水濁度影響較大,預(yù)氧化可以明顯改善過濾效果;在進水水質(zhì)較好的情況下,∑L/d分別為1 400、1 300的濾柱出水水質(zhì)相差不多,無煙煤級配對過濾效果影響較小。 

分析在相同原水條件下煤砂雙層濾料和石英砂單層濾料的過濾性能和反沖洗性能,結(jié)果表明，在試驗條件下煤砂雙層濾料的過濾去除濁度和耗氯類污染物的能力優(yōu)于單層石英砂濾料。單水反沖洗，兩種濾料均沖洗不夠徹底，含泥量增長較快。初步實驗了表面輔助沖洗對單層石英砂濾床的沖洗效果，結(jié)果表明，增加表面輔助沖洗可以有效的控制濾料含泥量的快速增長,并對過濾性能有一定提高。 在一定濾速及一定的濾床高度下,鞏義市夾津口多來凈水材料廠研究了5種不同種類濾料的過濾效果，按除油效果排序如下:無煙煤＞磁鐵礦＞陶粒＞石英砂＞沸石。經(jīng)過對過濾效果及濾料表面性質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，水處理濾料的表面性質(zhì)對含油廢水的過濾效果確實有影響，含油廢水的過濾過程中不僅濾料表面的zeta電位起作用而且潤濕性也起作用，潤濕性對過濾效果的影響要大于zeta電位。 當(dāng)濾料的粒徑范圍在0.60mm～0.90mm之間時,使用特定裝置測得的石英砂、核桃殼、沸石、無煙煤、磁鐵礦、錳砂和陶粒表面zeta電位分別為-6.20 mV、-4.18mV、-8.78mV、-4.29mV、-8.81mV、-5.08 mV、4.08 mV。各種濾料表面負電位值大小順序為磁鐵礦＞沸石＞石英砂＞錳砂＞無煙煤＞核桃殼＞陶粒。電子能譜和紅外光譜分析結(jié)果表明石英砂、核桃殼、沸石、無煙煤、磁鐵礦、錳砂和陶粒zeta電位的差異主要歸因于其表面化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同。