锰砂生物过滤工艺处理河水技术研究

锰砂生物过滤工艺处理河水技术研究

在水资源日益紧缺的背景下,钢铁工业发展因供水不足而受到严重制约。针对我国钢铁企业水资源循环利用率低、吨钢耗新水量高等现状,开展废水深度处理回用技术已成为钢铁工业可持续发展的主要方向之一。本课题以宝钢为研究基地,开展水资源利用体系和锰砂生物过滤工艺处理回用围厂河水技术研究,为宝钢进一步开展节水工作提供技术支持,为国内其他大型钢铁企业建立高效的水资源利用体系提供借鉴。研究表明,宝钢水资源利用体系的显著特点是分质供水、循环用水、串接用水,其节水水平已达到国内领先水平。但对比国外先进钢铁企业,宝钢还可以采取提高浓缩倍数、优化串级水使用系统、再生回用围厂河废水、收集利用雨水和海水、水夹点技术等对整体水资源利用体系进行进一步改造和优化。其中,围厂河水处理回用是最有效的途径之一。通过对围厂河的调查研究表明,铁、锰、Cl1、SO42-、电导率和硬度是围厂河水回用的重点水质控制指标。课题进行了锰砂生物过滤工艺处理围厂河水的试验研究,结果表明,当采用锰砂粒径为0.6～1.2mm的巩义嵩鑫锰砂,锰砂滤层厚度100cm,生物膜培养成熟后,滤速为5m/h以下,工作周期为4d,反冲洗强度为27L/（s·m2）,冲洗历时5min。DO含量维持在4～5mg/L,滤柱出水总铁和锰分别稳定达到0.3mg/L和0.1mg/L以下,达到宝钢工业用水水质标准。课题进行了锰砂生物过滤工艺的微生物学研究。结果表明,锰砂表面的生物膜和滤料缝隙间的铁泥构成了锰砂滤柱的微生物群落,筛选、培育出两种鞘细菌类的铁、锰氧化细菌,成熟的生物滤层内每克干砂上存在103～104个铁锰细菌,混合菌种对Fe2+、Mn2+都具有很好的降解效果,具有不同的降解动力学规律。课题提出了锰砂生物过滤工艺在宝钢水回用系统中的适用途径。围厂河水经锰砂生物过滤后可与宝钢制水厂工业水产水按比例混配回用;围厂河水经过锰砂生物过滤预处理和反渗透脱盐处理后的产水可直接回用于工业水系统。宝钢制水厂也可建立锰砂生物滤池,替代原有工艺,提高水处理效果。