生物除鐵除錳濾池生態(tài)特性研究.pdf

1、生物除鐵除錳技術(shù)是以“生物固錳除錳機(jī)理”為核心的成套工程應(yīng)用技術(shù)，其成敗的關(guān)鍵在于能否在濾層內(nèi)創(chuàng)造出適宜鐵、錳氧化細(xì)菌生存、繁殖的良好微生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而獲得鐵、錳氧化細(xì)菌數(shù)量的最大限度增殖與穩(wěn)定。濾層生態(tài)系統(tǒng)的研究，對(duì)于完善生物除鐵除錳理論，改進(jìn)生物除鐵除錳工藝有著重要的作用。 本課題通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬濾柱，采用人工配水的方式對(duì)濾池的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行研究。考察了濾池在培養(yǎng)期生態(tài)系統(tǒng)的形成過(guò)程、成熟期生態(tài)特性及1株Mn(II)氧化能力較強(qiáng)菌

2、Rhodococcussp-1珀勺生長(zhǎng)特性。 對(duì)培養(yǎng)期濾池生態(tài)系統(tǒng)的研究表明，在接種上應(yīng)采用復(fù)合的具有土著特性的細(xì)菌多次連續(xù)接種。濾柱的成熟過(guò)程可分為適應(yīng)期、第I活性增長(zhǎng)期、第II活性增長(zhǎng)期和穩(wěn)定期4部分，整個(gè)濾層對(duì)于鐵、錳的去除能力，是隨著濾層當(dāng)中細(xì)菌數(shù)量的增加而逐漸增強(qiáng)的。濾層在培養(yǎng)期生物膜的形成過(guò)程是游離態(tài)的細(xì)菌逐漸附著并固定在濾料表面的過(guò)程。 對(duì)成熟期濾池生態(tài)系統(tǒng)的研究表明，運(yùn)用單級(jí)過(guò)濾工藝，采用將反沖洗排水收集

3、、沉淀、曝氣后“菌懸液”回流至濾池的方式實(shí)現(xiàn)了濾層細(xì)菌數(shù)量的補(bǔ)給和可利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的回流，保持了貧營(yíng)養(yǎng)條件下濾層生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，提高了濾層抗負(fù)荷沖擊的能力，在高濾速(10～13.9m/h)、高錳濃度(3.5～4.5mg/L)條件下，濾池對(duì)鐵錳的去除率達(dá)95％以上。鐵、錳氧化細(xì)菌為濾層的優(yōu)勢(shì)菌群，數(shù)量達(dá)106數(shù)量級(jí)，它們既附著在濾料表面上(4.3×106MPN/mL)形成致密的生物膜，又存在于濾料間(6.5×106MPN/mL)形成以細(xì)菌為

4、主體的懸浮絮體，此絮體對(duì)鐵錳的徹底去除至關(guān)重要。穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，濾池生物膜形態(tài)和細(xì)菌數(shù)量沿水流方向有較顯著變化，上層生物膜顏色較深，生物膜較致密。隨著介質(zhì)層的加深，生物膜內(nèi)菌種數(shù)量逐漸減少，細(xì)菌絕大部分集中在0～400mm的濾層空間內(nèi)，而Mn2+也主要是在此空間內(nèi)被去除的，400mm處去除率達(dá)90％以上，濾池中具有錳氧化能力細(xì)菌的數(shù)量同濾池所具有的錳去除能力是正相關(guān)的。對(duì)成熟濾池細(xì)菌組成的研究上，利用傳統(tǒng)的細(xì)菌分離鑒定方法，從濾池中成功鑒定

5、出222株，涉及22個(gè)屬，47個(gè)種。通過(guò)LBB法細(xì)菌氧化活性測(cè)定，從挑選的典型菌種中發(fā)現(xiàn)有25種細(xì)菌具有Mn(II)氧化能力，株數(shù)占細(xì)菌總株數(shù)的85％以上，Mn(II)氧化細(xì)菌以絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)數(shù)量存在，這保證了濾池高效的除鐵除錳能力。 對(duì)1株紅球菌Rhodococcussp-1生長(zhǎng)特性及除錳能力的研究表明，該菌株在接種培養(yǎng)20h進(jìn)入生長(zhǎng)穩(wěn)定期，穩(wěn)定期細(xì)菌數(shù)量達(dá)2.3×108個(gè)/mL，同時(shí)具有很強(qiáng)的Mn(II)生物去除能力，去除量達(dá)1