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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410777621.0 (22)申请日 2014.12.15 C02F 9/14(2006.01) (71)申请人 东北农业大学 地址 150030 黑龙江省哈尔滨市香坊区木材 街 59 号 (72)发明人 孙楠 张颖 田伟伟 姜昭 李春艳 鲁岩 王淑婷 (74)专利代理机构 哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 代理人 侯静 (54) 发明名称 一种低温条件生物同步去除地下饮用水中高 铁高锰的处理方法 (57) 摘要 一种低温条件生物同步去除地下饮用水中高 铁高锰的处理方法， 它涉及一种严寒地区地下水 中高铁高锰的处理方法。。
2、本发明的目的是要解决 现有严寒地区地下水处理方法存在铁锰去除率 低、 去除成本高的问题。方法 ： 一、 装载滤料 ； 二、 启动 ； 三、 稳定运行阶段， 即完成低温条件生物同 步去除地下饮用水中高铁高锰的处理。优点 ： 一、 以碳化稻壳颗粒作为生物固定化材料， 实现合理 有效的资源化利用。二、 实现铁锰的快速同步去 除， 去除效果显著且稳定。活性炭滤柱可有效处 理碳化稻壳颗粒生物滤柱处理后残余的铁锰氧化 菌， 保障了饮用水的安全。 本发明主要用于低温条 件生物同步去除地下饮用水中高铁高锰的处理。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书4。
3、页 说明书15页 附图5页 (10)申请公布号 CN 104445829 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104445829 A 1/4 页 2 1.一种低温条件生物同步去除地下饮用水中高铁高锰的处理方法， 其特征在于低温条 件生物同步去除地下饮用水中高铁高锰的处理方法是按以下步骤完成的 ： 一、 装载滤料 ： 向生物同步去除高铁高锰装置1#滤柱(12)中由上至下依次添装碳化稻 壳颗粒和承托料， 得到滤料层和承托层， 滤料层厚度为 150cm 180cm， 承托层厚度 为 8cm 10cm， 向 2# 滤柱 (23) 中添装除菌活性炭和承托料， 得到吸附滤料层和承托层 ， 。
4、吸附滤料层厚度为 120cm 180cm， 承托层厚度为 8cm 10cm ； 二、 启动阶段 ： 、 关闭菌液进水控制阀门 (8)、 菌液进水控制阀门 (10)、 菌液出水控制阀门 (11)、 反冲洗总控制阀门 (31)、 1# 滤柱反冲洗控制阀门 (32) 和 2# 滤柱反冲洗控制阀门 (34)， 开启 1# 滤柱进水控制阀门 (3)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5)、 1# 滤柱出水控制阀门 (18)、 2# 滤柱进水控制阀门 (21) 和 2# 滤柱出水控制阀门 (28)， 将实验用水从 1# 滤柱 (12) 上方进入， 控制滤速为 8m/h， 运行周期 0.5d， 随后进行反冲洗， 。
5、反冲洗时只开启反冲洗 总控制阀门 (31)、 1# 滤柱反冲洗控制阀门 (32) 和 2# 滤柱反冲洗控制阀门 (34)， 其余阀门 关闭， 1#滤柱(12)与2#滤柱(23)同时进行反冲洗， 且反冲洗条件相同， 反冲洗强度为12L/ s m2， 反冲洗时间为 3min， 1# 滤柱 (12) 的反冲洗出水从 1# 滤柱溢流口 (14) 排走， 2# 滤柱 (23)的反冲洗出水从2#滤柱溢流口(25)排走， 过滤过程与反冲洗过程连续交替进行， 运行 8d ； 、 开启菌液进水控制阀门 (8) 和菌液进水控制阀门 (10)， 其余阀门均关闭， 将菌 液池 (6) 中浓度为 2.0109CFU/m。
6、L 5.0109CFU/mL 的铁锰氧化菌液依次通过菌液进水 控制阀门(8)、 菌液进水流量计(9)和菌液进水控制阀门(10)进入1#滤柱(12)， 在1# 滤柱 (12) 内浸泡 1d， 再开启菌液出水控制阀门 (11)， 进行循环过滤， 自然挂膜， 控制滤速 1m/h， 运行 4d ； 、 过滤时， 开启 1# 滤柱进水控制阀门 (3)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5)、 1# 滤柱出 水控制阀门(18)、 2#滤柱进水控制阀门(21)和2#滤柱出水控制阀门(28)， 其余阀门关闭， 采用实验用水运行培养生物除铁锰滤层， 将实验用水从1#滤柱(12)上方进入， 1#滤柱 (12) 控制滤速。
7、 1m/h， 运行周期 3d， 随后进行反冲洗 ； 2# 滤柱 (23) 控制滤速 1m/h， 运行周期 1d， 随后进行反冲洗 ； 1# 滤柱 (12) 反冲洗时， 关闭 1# 滤柱 (12) 进水控制阀门 (3)、 1# 滤 柱进水控制阀门 (5) 和 1# 滤柱出水控制阀门 (18)， 只开启反冲洗总控制阀门 (31) 和 1# 滤柱反冲洗控制阀门 (32)， 反冲洗强度 3L/sm2， 反冲洗时间 3min， 出水从 1# 滤柱溢流口 (14) 排走 ； 2# 滤柱 (23) 反冲洗时， 关闭 2# 滤柱进水控制阀门 (21) 和 2# 滤柱出水控制阀 门 (28)， 只开启反冲洗总控。
8、制阀门 (31) 和 2# 滤柱反冲洗控制阀门 (34)， 反冲洗强度 3L/ sm2， 反冲洗时间 3min， 出水从 2# 滤柱溢流口 (25) 排走 ； 1# 滤柱 (12) 与 2# 滤柱 (23) 的 过滤过程与反冲洗过程连续交替进行， 运行 16d ； 、 过滤时， 开启 1# 滤柱进水控制阀门 (3)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5)、 1# 滤柱出 水控制阀门(18)、 2#滤柱进水控制阀门(21)和2#滤柱出水控制阀门(28)， 其余阀门关闭， 采用实验用水运行培养生物除铁锰滤层， 将实验用水从 1# 滤柱 (12) 上方进入， 1# 滤 柱 (12) 控制滤速 2m/h， 。
9、运行周期 3d， 随后进行反冲洗 ； 2# 滤柱 (23) 控制滤速 2m/h， 运行 周期 1d， 随后进行反冲洗 ； 1# 滤柱 (12) 反冲洗时， 关闭 1# 滤柱 (12) 进水控制阀门 (3)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5) 和 1# 滤柱出水控制阀门 (18)， 只开启反冲洗总控制阀门 (31) 权 利 要 求 书 CN 104445829 A 2 2/4 页 3 和 1# 滤柱反冲洗控制阀门 (32)， 反冲洗强度 4.3L/s m2， 反冲洗时间 3min， 出水从 1# 滤柱 溢流口 (14) 排走 ； 2# 滤柱 (23) 反冲洗时， 关闭 2# 滤柱进水控制阀门 (2。
10、1) 和 2# 滤柱出水 控制阀门 (28)， 只开启反冲洗总控制阀门 (31) 和 2# 滤柱反冲洗控制阀门 (34)， 反冲洗强 度 4.3L/s m2， 反冲洗时间 3min， 出水从 2# 滤柱溢流口 (25) 排走 ； 1# 滤柱 (12) 与 2# 滤柱 (23) 的过滤过程与反冲洗过程连续交替进行， 运行 12d ； 、 过滤时， 开启 1# 滤柱进水控制阀门 (3)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5)、 1# 滤柱出 水控制阀门(18)、 2#滤柱进水控制阀门(21)和2#滤柱出水控制阀门(28)， 其余阀门关闭， 采用实验用水运行培养生物除铁锰滤层， 将实验用水从1#滤柱(12。
11、)上方进入， 1#滤柱 (12) 控制滤速 3m/h， 运行周期 2d， 随后进行反冲洗 ； 2# 滤柱 (23) 控制滤速 3m/h， 运行周期 1d， 随后进行反冲洗 ； 1# 滤柱 (12) 反冲洗时， 关闭 1# 滤柱 (12) 进水控制阀门 (3)、 1# 滤 柱进水控制阀门 (5) 和 1# 滤柱出水控制阀门 (18)， 只开启反冲洗总控制阀门 (31) 和 1# 滤柱反冲洗控制阀门 (32)， 反冲洗强度 6L/sm2， 反冲洗时间 3min， 出水从 1# 滤柱溢流口 (14) 排走 ； 2# 滤柱 (23) 反冲洗时， 关闭 2# 滤柱进水控制阀门 (21) 和 2# 滤柱出。
12、水控制阀 门 (28)， 只开启反冲洗总控制阀门 (31) 和 2# 滤柱反冲洗控制阀门 (34)， 反冲洗强度 6L/ sm2， 反冲洗时间 3min， 出水从 2# 滤柱溢流口 (25) 排走 ； 1# 滤柱 (12) 与 2# 滤柱 (23) 的 过滤过程与反冲洗过程连续交替进行， 运行 12d ； 、 过滤时， 开启 1# 滤柱进水控制阀门 (3)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5)、 1# 滤柱出 水控制阀门(18)、 2#滤柱进水控制阀门(21)和2#滤柱出水控制阀门(28)， 其余阀门关闭， 采用实验用水运行培养生物除铁锰滤层， 将实验用水从1#滤柱(12)上方进入， 1#滤柱 (。
13、12) 控制滤速 4m/h， 运行周期 2d， 随后进行反冲洗 ； 2# 滤柱 (23) 控制滤速 4m/h， 运行周期 1d， 随后进行反冲洗 ； 1# 滤柱 (12) 反冲洗时， 关闭 1# 滤柱 (12) 进水控制阀门 (3)、 1# 滤 柱进水控制阀门 (5) 和 1# 滤柱出水控制阀门 (18)， 只开启反冲洗总控制阀门 (31) 和 1# 滤柱反冲洗控制阀门 (32)， 反冲洗强度 8L/sm2， 反冲洗时间 3min， 出水从 1# 滤柱溢流口 (14) 排走 ； 2# 滤柱 (23) 反冲洗时， 关闭 2# 滤柱进水控制阀门 (21) 和 2# 滤柱出水控制阀 门 (28)， 。
14、只开启反冲洗总控制阀门 (31) 和 2# 滤柱反冲洗控制阀门 (34)， 反冲洗强度 8L/ s m2， 反冲洗时间3min， 出水从2#滤柱溢流口(25)排走 ； 1#滤柱(12)与2#滤柱(23)的过 滤过程与反冲洗过程连续交替进行， 运行至 1# 滤柱 (12) 出水中铁 0.3mg/L， 锰 0.1mg/ L， 2# 滤柱 (23) 出水中铁锰氧化菌浓度 100CFU/mL， 且 1# 滤柱 (12) 出水铁、 锰浓度及 2# 滤柱 (23) 出水中铁锰氧化菌浓度均稳定为止， 即启动完成 ； 实验用水、 实验用水、 实验用水、 实验用水和实验用水在进入 1# 滤柱 (12) 前先在曝。
15、气池(1)进行曝气处理， 保证实验用水中溶解氧DO为5mg/L8mg/L， 实验用水 中溶解氧 DO 为 2.5mg/L 3.4mg/L， 实验用水中溶解氧 DO 浓度为 3.2mg/L 4.5mg/ L， 实验用水中溶解氧 DO 浓度为 4.1mg/L 5.6mg/L， 实验用水中溶解氧 DO 为 5.2mg/ L 6.8mg/L ； 浓度为 2.0109CFU/mL 5.0109CFU/mL 的铁锰氧化菌液在进入 1# 滤柱 (12) 前先在菌液池 (6) 进行曝气处理， 保证浓度为 2.0109CFU/mL 5.0109CFU/mL 的 铁锰氧化菌液中溶解氧 DO 浓度为 1mg/L 2。
16、mg/L ； 步骤二中所述的实验用水中铁浓度为9.26mg/L11.37mg/L、 锰浓度为1.091mg/ L 1.626mg/L ； 步骤二中所述的实验用水中铁浓度为 1.24mg/L 3.89mg/L、 锰浓度为 0.349mg/ 权 利 要 求 书 CN 104445829 A 3 3/4 页 4 L 0.588mg/L ； 步骤二中所述的实验用水中铁浓度为 5.89mg/L 8.68mg/L、 锰浓度为 0.632mg/ L 0.865mg/L ； 步骤二中所述的实验用水中铁浓度为 7.96mg/L 9.76mg/L、 锰浓度为 0.896mg/ L 1.137mg/L ； 步骤二中。
17、所述的实验用水中铁浓度为9.97mg/L12.69mg/L、 锰浓度为1.098mg/ L 1.335mg/L ； 三、 稳定运行阶段 ： 将地下饮用水转移至曝气池 (1) 中， 进行曝气处理， 控制地下饮用水中溶解氧 DO 浓度 为 5mg/L 8mg/L， 得到溶解氧 DO 浓度为 5mg/L 8mg/L 的地下饮用水， 过滤时， 开启 1# 滤柱进水控制阀门 (3)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5)、 1# 滤柱出水控制阀门 (18)、 2# 滤柱 进水控制阀门 (21) 和 2# 滤柱出水控制阀门 (28)， 其余阀门关闭， 利用 1# 滤柱进水潜水泵 (2) 将曝气池 (1) 中溶解。
18、氧 DO 浓度为 5mg/L 8mg/L 的地下饮用水提升至 1# 滤柱 (12) 的 进水口 (13)， 自上向下流入 1# 滤柱 (12) 中， 过滤出水得到一次处理水流入中间水池 (19) 中， 2# 滤柱进水潜水泵 (20) 将中间水池 (19) 内的一次处理水提升至 2# 滤柱 (23) 的进水 口 (24)， 自上向下流入 2# 滤柱 (23) 中， 过滤出水流入出水池 (29) 中， 控制 1# 滤柱 (12) 与 2# 滤柱 (23) 的滤速为 4m/h， 运行周期 2d， 且 2# 滤柱 (23) 的进水流量与 1# 滤柱 (12) 的 出水流量相同 ； 反冲洗时， 开启反冲。
19、洗总控制阀门 (31)、 1# 滤柱反冲洗控制阀门 (32) 和 2# 滤柱反冲洗控制阀门 (34)， 其余阀门关闭， 1# 滤柱 (12) 与 2# 滤柱 (23) 同时进行反冲洗， 且反冲洗条件相同， 反冲洗强度为 8L/sm2、 反冲洗时间为 5min， 1# 滤柱 (12) 的反冲洗出 水从 1# 滤柱溢流口 (14) 排走， 2# 滤柱 (23) 的反冲洗出水从 2# 滤柱溢流口 (25) 排走， 1# 滤柱 (12) 与 2# 滤柱 (23) 的过滤过程与反冲洗过程连续交替进行， 即完成低温条件生物同 步去除地下饮用水中高铁高锰的处理。 2.根据权利要求 1 所述的一种低温条件生物。
20、同步去除高铁锰地下饮用水的处理方法， 其特征在于步骤一中所述的生物同步去除高铁高锰装置由曝气池 (1)、 1# 滤柱进水潜水泵 (2)、 1# 滤柱进水控制阀门 (3)、 1# 滤柱进水流量计 (4)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5)、 菌 液池 (6)、 菌液进水潜水泵 (7)、 菌液进水控制阀门 (8)、 菌液进水流量计 (9)、 菌液进水 控制阀门 (10)、 菌液出水控制阀 (11)、 1# 滤柱 (12)、 1# 滤柱进水口 (13)、 1# 滤柱溢流口 (14)、 1# 滤柱取样口 (15)、 1# 滤柱取料口 (16)、 1# 滤柱出水口 (17)、 1# 滤柱出水控制阀门 (1。
21、8)、 中间水池 (19)、 2# 滤柱进水潜水泵 (20)、 2# 滤柱进水控制阀门 (21)、 2# 滤柱进水流 量计 (22)、 2# 滤柱 (23)、 2# 滤柱进水口 (24)、 2# 滤柱溢流口 (25)、 2# 滤柱取料口 (26)、 2# 滤柱出水口(27)、 2#滤柱出水控制阀门(28)、 出水池(29)、 反冲洗潜水泵(30)、 反冲洗总控 制阀门 (31)、 1# 滤柱反冲洗控制阀门 (32)、 1# 滤柱反冲洗流量计 (33)、 2# 滤柱反冲洗控制 阀门(34)和2#滤柱反冲洗流量计(35)组成， 1#滤柱进水潜水泵(2)安置在曝气池(1)中， 1# 滤柱进水潜水泵 。
22、(2) 的出水口通过 1# 滤柱进水控制阀门 (3) 和 1# 滤柱进水口 (13) 与 1# 滤柱 (12) 连通， 在 1# 滤柱进水控制阀门 (3) 和 1# 滤柱进水口 (13) 的连接管道上 设置 1# 滤柱进水流量计 (4) 和 1# 滤柱进水控制阀门 (5)， 菌液进水潜水泵 (7) 安置在 菌液池 (6) 中， 菌液进水潜水泵 (7) 的出水口通过菌液进水控制阀门 (8) 和 1# 滤柱进水 口 (13) 与 1# 滤柱 (12) 连通， 在菌液进水控制阀门 (8) 和 1# 滤柱进水口 (13) 的连接管 权 利 要 求 书 CN 104445829 A 4 4/4 页 5 。
23、道上设置菌液进水流量计 (9) 和菌液进水控制阀门 (10)， 菌液池 (6) 通过菌液出水控制 阀门 (11) 和 1# 滤柱出水口 (17) 与 1# 滤柱 (12) 连通， 其中菌液池 (6)、 菌液进水潜水泵 (7)、 菌液进水控制阀门 (8)、 菌液进水流量计 (9)、 菌液进水控制阀门 (10)、 菌液出水 控制阀 (11)、 1# 滤柱 (12) 构成循环回路， 其中 1# 滤柱进水口 (13) 设置在 1# 滤柱 (12) 顶 部侧壁上， 与 1# 滤柱进水口 (13) 相对一侧的 1# 滤柱 (12) 顶部侧壁上设置 1# 滤柱溢流口 (14)， 且 1# 滤柱溢流口 (14。
24、) 位置低于 1# 滤柱进水口 (13)， 在 1# 滤柱 (12) 与 1# 滤柱进水 口 (13) 同侧的侧壁上按间距 10cm 并列设置多个 1# 滤柱取样口 (15)， 在 1# 滤柱 (12) 与 1# 滤柱溢流口 (14) 同侧的侧壁上按间距 20cm 并列设置多个 1# 滤柱取料口 (16)， 在 1# 滤 柱 (12) 底部设置 1# 滤柱出水口 (17)， 1# 滤柱 (12) 通过 1# 滤柱出水口 (17) 和 1# 滤柱出 水控制阀门(18)与中间水池(19)连通， 2#滤柱进水潜水泵(20)安置在中间水池(19)中， 2# 滤柱进水潜水泵 (20) 的出水口通过 2#。
25、 滤柱进水控制阀门 (21) 和 2# 滤柱进水口 (24) 与 2# 滤柱 (23) 连通， 在 2# 滤柱进水控制阀门 (21) 和 2# 滤柱进水口 (24) 的连接管道上 设置 2# 滤柱进水流量计 (22)， 2# 滤柱进水口 (24) 设置在 2# 滤柱 (23) 顶部侧壁上， 与 2# 滤柱进水口 (24) 相对一侧的 2# 滤柱 (23) 顶部侧壁上设置 2# 滤柱溢流口 (25)， 且 2# 滤柱 溢流口 (25) 位置低于 2# 滤柱进水口 (24)， 在 2# 滤柱 (23) 与 2# 滤柱溢流口 (25) 同侧的 侧壁上并列设置 2 个 2# 滤柱取料口 (26)， 在。
26、 2# 滤柱 (23) 底部设置 2# 滤柱出水口 (27)， 2# 滤柱 (23) 通过 2# 滤柱出水口 (27) 和 2# 滤柱出水控制阀门 (28) 与出水池 (29) 连通， 反冲洗潜水泵 (30) 安置在出水池 (29) 中， 反冲洗潜水泵 (30) 的出水口通过反冲洗总控制 阀门 (31)、 1# 滤柱出水口 (17) 与 2# 滤柱出水口 (27) 分别与 1# 滤柱 (12) 和 2# 滤柱 (23) 连通， 在反冲洗总控制阀门 (31) 与 1# 滤柱 (12) 的连接管道上设置 1# 滤柱反冲洗控制阀 门 (32) 和 1# 滤柱反冲洗流量计 (33)， 在反冲洗总控制阀。
27、门 (31) 与 2# 滤柱的连接管道上 设置 2# 滤柱反冲洗控制阀门 (34) 和 2# 滤柱反冲洗流量计 (35)。 3.根据权利要求 1 所述的一种低温条件生物同步去除高铁锰地下饮用水的处理方法， 其特征在于步骤一中所述的承托料为鹅卵石与锰砂混合体， 鹅卵石与锰砂混合体中鹅卵 石作为支撑体， 锰砂作为填充体。 4.根据权利要求 1 所述的一种低温条件生物同步去除高铁锰地下饮用水的处理方法， 其特征在于步骤一中所述的除菌活性炭为柱状活性炭。 5.根据权利要求 1 所述的一种低温条件生物同步去除高铁锰地下饮用水的处理方法， 其特征在于步骤一中所述的承托料为鹅卵石与锰砂混合体， 鹅卵石与锰砂。
28、混合体中鹅卵 石作为支撑体， 锰砂作为填充体。 6.根据权利要求 1 所述的一种低温条件生物同步去除高铁锰地下饮用水的处理方法， 其特征在于步骤二中所述的菌液浓度为 2.0109CFU/mL 5.0109CFU/mL 的铁锰氧化菌 液中铁锰氧化菌为巨大芽孢杆菌 (Bacillus megaterium)。 权 利 要 求 书 CN 104445829 A 5 1/15 页 6 一种低温条件生物同步去除地下饮用水中高铁高锰的处理 方法 技术领域 0001 本发明涉及一种严寒地区地下水中高铁高锰的处理方法。 背景技术 0002 三江 - 松辽平原是我国第二大地下水富集区， 地下水可开采资源量为 3。
29、06.4 亿立 方米 / 年， 占全国地下水可开采资源总量的 8.68， 其范围包括黑龙江省大部、 吉林省西 部、 辽宁省西部和内蒙古自治区的东北部等严寒地区， 加之上述地区地形条件简单， 地下水 埋藏浅且分布稳定， 使得该地区的地下水资源具有很大的开采潜力， 同时也是促进地区经 济发展、 保障人民生产生活的重要自然资源。然而， 受原生地质环境影响， 上述地区大部分 村镇地下水呈现低温、 低浊、 偏酸性、 高铁、 高锰、 高三氮等水质特点， 难以直接应用于工农 业生产， 致使该地区水资源分配不均匀、 水资源短缺等问题突出， 严重制约了当地经济的快 速发展。 此外， 作为饮用水的主要来源， 铁锰。
30、浓度超标的地下水对村镇居民的身体健康构成 了极大的威胁。基于上述现实基础， 研发经济高效的严寒地区村镇除铁除锰技术与工艺并 进行工程示范和推广迫在眉睫， 具有十分重要的理论与现实意义。 0003 目前国内外地下水除铁除锰理论及应用先后经历了自然氧化法、 接触氧化法、 生 物法三个发展阶段， 相应的工艺技术主要经历了曝气自然氧化除铁碱化法除锰法、 曝气 自然氧化除铁一强氧化剂除锰法、 接触氧化除铁除锰法、 生物除铁除锰法等发展历程， 且在 工程上得到了推广应用。针对生物除铁除锰的研究成果， 我国在理论和技术上居于世界领 先水平， 但针对严寒地区村镇高铁锰地下水的净化工艺研究却依稀可数， 下述问题。
31、尚待突 破 ： (1) 生物固定化材料的高成本、 低机械强度和使用寿命直接限制了吸附技术的推广应 用。目前常用的固定化材料有矿物类、 丹宁类、 木质素类、 壳聚糖类、 人工合成类物质， 而优 选适合严寒地区村镇高铁锰地下水净化的生物载体研究仍属空白。(2) 由于低温条件下生 物活性较弱， 溶解氧、 pH 值、 滤层厚度、 滤速等因素对除铁锰生物滤层培养与成熟的影响仍 需深入研究。(3) 严寒地区特有的冻融交替气候使传统吸附剂对水体铁锰离子吸附特性变 化明显， 严重影响了地下水源饮用水的最终净化效果 ； 村镇地下水处理技术不完善也是导 致出水达标率低的重要原因。 因此， 研发适合严寒地区气候、 。
32、村镇经济发展水平的高铁锰地 下水生物净化技术是严寒地区生态宜居村镇建设过程中亟待解决的突出问题。 发明内容 0004 本发明的目的是要解决现有严寒地区地下水处理方法存在铁锰去除率低、 去除成 本高的问题， 提供一种低温条件生物同步去除地下饮用水中高铁高锰的处理方法。 0005 一种低温条件生物同步去除地下饮用水中高铁高锰的处理方法， 具体是按以下步 骤完成的 ： 0006 一、 装载滤料 ： 向生物同步去除高铁高锰装置1#滤柱(12)中由上至下依次添装碳 化稻壳颗粒和承托料， 得到滤料层和承托层， 滤料层厚度为 150cm 180cm， 承托层 说 明 书 CN 104445829 A 6 2。
33、/15 页 7 厚度为8cm10cm， 向2#滤柱(23)中添装除菌活性炭和承托料， 得到吸附滤料层和承托 层， 吸附滤料层厚度为 120cm 180cm， 承托层厚度为 8cm 10cm ； 0007 二、 启动阶段 ： 0008 、 关闭菌液进水控制阀门 (8)、 菌液进水控制阀门 (10)、 菌液出水控制阀 门 (11)、 反冲洗总控制阀门 (31)、 1# 滤柱反冲洗控制阀门 (32) 和 2# 滤柱反冲洗控制阀门 (34)， 开启 1# 滤柱进水控制阀门 (3)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5)、 1# 滤柱出水控制阀门 (18)、 2# 滤柱进水控制阀门 (21) 和 2# 滤柱出。
34、水控制阀门 (28)， 将实验用水从 1# 滤柱 (12) 上方进入， 控制滤速为 8m/h， 运行周期 0.5d， 随后进行反冲洗， 反冲洗时只开启反冲洗 总控制阀门 (31)、 1# 滤柱反冲洗控制阀门 (32) 和 2# 滤柱反冲洗控制阀门 (34)， 其余阀门 关闭， 1#滤柱(12)与2#滤柱(23)同时进行反冲洗， 且反冲洗条件相同， 反冲洗强度为12L/ s m2， 反冲洗时间为 3min， 1# 滤柱 (12) 的反冲洗出水从 1# 滤柱溢流口 (14) 排走， 2# 滤柱 (23)的反冲洗出水从2#滤柱溢流口(25)排走， 过滤过程与反冲洗过程连续交替进行， 运行 8d ； 。
35、0009 、 开启菌液进水控制阀门 (8) 和菌液进水控制阀门 (10)， 其余阀门均关闭， 将菌液池 (6) 中浓度为 2.0109CFU/mL 5.0109CFU/mL 的铁锰氧化菌液依次通过菌液 进水控制阀门 (8)、 菌液进水流量计 (9) 和菌液进水控制阀门 (10) 进入 1# 滤柱 (12)， 在 1# 滤柱 (12) 内浸泡 1d， 再开启菌液出水控制阀门 (11)， 进行循环过滤， 自然挂膜， 控制 滤速 1m/h， 运行 4d ； 0010 、 过滤时， 开启 1# 滤柱进水控制阀门 (3)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5)、 1# 滤 柱出水控制阀门 (18)、 2# 滤。
36、柱进水控制阀门 (21) 和 2# 滤柱出水控制阀门 (28)， 其余阀门 关闭， 采用实验用水运行培养生物除铁锰滤层， 将实验用水从 1# 滤柱 (12) 上方进入， 1# 滤柱 (12) 控制滤速 1m/h， 运行周期 3d， 随后进行反冲洗 ； 2# 滤柱 (23) 控制滤速 1m/h， 运行周期 1d， 随后进行反冲洗 ； 1# 滤柱 (12) 反冲洗时， 关闭 1# 滤柱 (12) 进水控制阀门 (3)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5) 和 1# 滤柱出水控制阀门 (18)， 只开启反冲洗总控制阀 门 (31) 和 1# 滤柱反冲洗控制阀门 (32)， 反冲洗强度 3L/s m2， 。
37、反冲洗时间 3min， 出水从 1# 滤柱溢流口 (14) 排走 ； 2# 滤柱 (23) 反冲洗时， 关闭 2# 滤柱进水控制阀门 (21) 和 2# 滤柱 出水控制阀门 (28)， 只开启反冲洗总控制阀门 (31) 和 2# 滤柱反冲洗控制阀门 (34)， 反冲 洗强度 3L/s m2， 反冲洗时间 3min， 出水从 2# 滤柱溢流口 (25) 排走 ； 1# 滤柱 (12) 与 2# 滤 柱 (23) 的过滤过程与反冲洗过程连续交替进行， 运行 16d ； 0011 、 过滤时， 开启 1# 滤柱进水控制阀门 (3)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5)、 1# 滤 柱出水控制阀门 (18。
38、)、 2# 滤柱进水控制阀门 (21) 和 2# 滤柱出水控制阀门 (28)， 其余阀门 关闭， 采用实验用水运行培养生物除铁锰滤层， 将实验用水从 1# 滤柱 (12) 上方进入， 1# 滤柱 (12) 控制滤速 2m/h， 运行周期 3d， 随后进行反冲洗 ； 2# 滤柱 (23) 控制滤速 2m/h， 运行周期 1d， 随后进行反冲洗 ； 1# 滤柱 (12) 反冲洗时， 关闭 1# 滤柱 (12) 进水控制阀门 (3)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5) 和 1# 滤柱出水控制阀门 (18)， 只开启反冲洗总控制阀 门 (31) 和 1# 滤柱反冲洗控制阀门 (32)， 反冲洗强度 4.。
39、3L/s m2， 反冲洗时间 3min， 出水从 1# 滤柱溢流口 (14) 排走 ； 2# 滤柱 (23) 反冲洗时， 关闭 2# 滤柱进水控制阀门 (21) 和 2# 滤 柱出水控制阀门 (28)， 只开启反冲洗总控制阀门 (31) 和 2# 滤柱反冲洗控制阀门 (34)， 反 冲洗强度 4.3L/sm2， 反冲洗时间 3min， 出水从 2# 滤柱溢流口 (25) 排走 ； 1# 滤柱 (12) 与 说 明 书 CN 104445829 A 7 3/15 页 8 2# 滤柱 (23) 的过滤过程与反冲洗过程连续交替进行， 运行 12d ； 0012 、 过滤时， 开启 1# 滤柱进水控制。
40、阀门 (3)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5)、 1# 滤 柱出水控制阀门 (18)、 2# 滤柱进水控制阀门 (21) 和 2# 滤柱出水控制阀门 (28)， 其余阀门 关闭， 采用实验用水运行培养生物除铁锰滤层， 将实验用水从 1# 滤柱 (12) 上方进入， 1# 滤柱 (12) 控制滤速 3m/h， 运行周期 2d， 随后进行反冲洗 ； 2# 滤柱 (23) 控制滤速 3m/h， 运行周期 1d， 随后进行反冲洗 ； 1# 滤柱 (12) 反冲洗时， 关闭 1# 滤柱 (12) 进水控制阀门 (3)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5) 和 1# 滤柱出水控制阀门 (18)， 只开启反冲洗。
41、总控制阀 门 (31) 和 1# 滤柱反冲洗控制阀门 (32)， 反冲洗强度 6L/s m2， 反冲洗时间 3min， 出水从 1# 滤柱溢流口 (14) 排走 ； 2# 滤柱 (23) 反冲洗时， 关闭 2# 滤柱进水控制阀门 (21) 和 2# 滤柱 出水控制阀门 (28)， 只开启反冲洗总控制阀门 (31) 和 2# 滤柱反冲洗控制阀门 (34)， 反冲 洗强度 6L/s m2， 反冲洗时间 3min， 出水从 2# 滤柱溢流口 (25) 排走 ； 1# 滤柱 (12) 与 2# 滤 柱 (23) 的过滤过程与反冲洗过程连续交替进行， 运行 12d ； 0013 、 过滤时， 开启 1#。
42、 滤柱进水控制阀门 (3)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5)、 1# 滤 柱出水控制阀门 (18)、 2# 滤柱进水控制阀门 (21) 和 2# 滤柱出水控制阀门 (28)， 其余阀门 关闭， 采用实验用水运行培养生物除铁锰滤层， 将实验用水从 1# 滤柱 (12) 上方进入， 1# 滤柱 (12) 控制滤速 4m/h， 运行周期 2d， 随后进行反冲洗 ； 2# 滤柱 (23) 控制滤速 4m/h， 运行周期 1d， 随后进行反冲洗 ； 1# 滤柱 (12) 反冲洗时， 关闭 1# 滤柱 (12) 进水控制阀门 (3)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5) 和 1# 滤柱出水控制阀门 (18)，。
43、 只开启反冲洗总控制阀 门 (31) 和 1# 滤柱反冲洗控制阀门 (32)， 反冲洗强度 8L/s m2， 反冲洗时间 3min， 出水从 1# 滤柱溢流口 (14) 排走 ； 2# 滤柱 (23) 反冲洗时， 关闭 2# 滤柱进水控制阀门 (21) 和 2# 滤柱 出水控制阀门 (28)， 只开启反冲洗总控制阀门 (31) 和 2# 滤柱反冲洗控制阀门 (34)， 反冲 洗强度 8L/s m2， 反冲洗时间 3min， 出水从 2# 滤柱溢流口 (25) 排走 ； 1# 滤柱 (12) 与 2# 滤 柱(23)的过滤过程与反冲洗过程连续交替进行， 运行至1#滤柱(12)出水中铁0.3mg/。
44、L， 锰 0.1mg/L， 2# 滤柱 (23) 出水中铁锰氧化菌浓度 100CFU/mL， 且 1# 滤柱 (12) 出水铁、 锰浓度及 2# 滤柱 (23) 出水中铁锰氧化菌浓度均稳定为止， 即启动完成 ； 0014 实验用水、 实验用水、 实验用水、 实验用水和实验用水在进入 1# 滤柱 (12) 前先在曝气池 (1) 进行曝气处理， 保证实验用水中溶解氧 DO 为 5mg/L 8mg/L， 实 验用水中溶解氧 DO 为 2.5mg/L 3.4mg/L， 实验用水中溶解氧 DO 浓度为 3.2mg/L 4.5mg/L， 实验用水中溶解氧 DO 浓度为 4.1mg/L 5.6mg/L， 实。
45、验用水中溶解氧 DO 为 5.2mg/L 6.8mg/L ； 浓度为 2.0109CFU/mL 5.0109CFU/mL 的铁锰氧化菌液在进入 1# 滤柱 (12) 前先在菌液池 (6) 进行曝气处理， 保证浓度为 2.0109CFU/mL 5.0109CFU/ mL 的铁锰氧化菌液中溶解氧 DO 浓度为 1mg/L 2mg/L ； 0015 步骤二中所述的实验用水中铁浓度为 9.26mg/L 11.37mg/L、 锰浓度为 1.091mg/L 1.626mg/L ； 0016 步骤二中所述的实验用水中铁浓度为 1.24mg/L 3.89mg/L、 锰浓度为 0.349mg/L 0.588mg。
46、/L ； 0017 步骤二中所述的实验用水中铁浓度为 5.89mg/L 8.68mg/L、 锰浓度为 0.632mg/L 0.865mg/L ； 0018 步骤二中所述的实验用水中铁浓度为 7.96mg/L 9.76mg/L、 锰浓度为 说 明 书 CN 104445829 A 8 4/15 页 9 0.896mg/L 1.137mg/L ； 0019 步骤二中所述的实验用水中铁浓度为 9.97mg/L 12.69mg/L、 锰浓度为 1.098mg/L 1.335mg/L ； 0020 三、 稳定运行阶段 ： 0021 将地下饮用水转移至曝气池 (1) 中， 进行曝气处理， 控制地下饮用水中。
47、溶解氧 DO 浓度为 5mg/L 8mg/L， 得到溶解氧 DO 浓度为 5mg/L 8mg/L 的地下饮用水， 过滤时， 开启 1# 滤柱进水控制阀门 (3)、 1# 滤柱进水控制阀门 (5)、 1# 滤柱出水控制阀门 (18)、 2# 滤柱进水控制阀门 (21) 和 2# 滤柱出水控制阀门 (28)， 其余阀门关闭， 利用 1# 滤柱进水潜 水泵 (2) 将曝气池 (1) 中溶解氧 DO 浓度为 5mg/L 8mg/L 的地下饮用水提升至 1# 滤柱 (12) 的进水口 (13)， 自上向下流入 1# 滤柱 (12) 中， 过滤出水得到一次处理水流入中间水 池 (19) 中， 2# 滤柱进。
48、水潜水泵 (20) 将中间水池 (19) 内的一次处理水提升至 2# 滤柱 (23) 的进水口 (24)， 自上向下流入 2# 滤柱 (23) 中， 过滤出水流入出水池 (29) 中， 控制 1# 滤 柱 (12) 与 2# 滤柱 (23) 的滤速为 4m/h， 运行周期 2d， 且 2# 滤柱 (23) 的进水流量与 1# 滤 柱 (12) 的出水流量相同 ； 反冲洗时， 开启反冲洗总控制阀门 (31)、 1# 滤柱反冲洗控制阀门 (32) 和 2# 滤柱反冲洗控制阀门 (34)， 其余阀门关闭， 1# 滤柱 (12) 与 2# 滤柱 (23) 同时进 行反冲洗， 且反冲洗条件相同， 反冲洗强度为 8L/s m2、 反冲洗时间为 5min， 1# 滤柱 (12) 的 反冲洗出水从 1# 滤柱溢流口 (14) 排走， 2# 滤柱 (23) 的反冲洗出水从 2# 滤柱溢流口 (25) 排走， 1# 滤柱 (12) 与 2# 滤柱 (23) 的过滤过程与反冲洗过程连续交替进行， 即完成低温条 件生物同步去除地下饮用水中高铁高锰的处理。 0022 本发明优点 ： 一、 本发明兼顾技术实施与环境效益， 首次采用成本低、 资源丰富、 使 用寿命较长、 利用效率低的稻壳为原料， 以碳化稻壳颗粒作为生物。