錳砂生物過濾工藝處理河水技術研究

錳砂生物過濾工藝處理河水技術研究

在水資源日益緊缺的背景下,鋼鐵工業發展因供水不足而受到嚴重制約。針對我國鋼鐵企業水資源循環利用率低、噸鋼耗新水量高等現狀,開展廢水深度處理回用技術已成為鋼鐵工業可持續發展的主要方向之一。本課題以寶鋼為研究基地,開展水資源利用體系和錳砂生物過濾工藝處理回用圍廠河水技術研究,為寶鋼進一步開展節水工作提供技術支持,為國內其他大型鋼鐵企業建立高效的水資源利用體系提供借鑒。研究表明,寶鋼水資源利用體系的顯著特點是分質供水、循環用水、串接用水,其節水水平已達到國內領先水平。但對比國外先進鋼鐵企業,寶鋼還可以采取提高濃縮倍數、優化串級水使用系統、再生回用圍廠河廢水、收集利用雨水和海水、水夾點技術等對整體水資源利用體系進行進一步改造和優化。其中,圍廠河水處理回用是最有效的途徑之一。通過對圍廠河的調查研究表明,鐵、錳、Cl1、SO42-、電導率和硬度是圍廠河水回用的重點水質控制指標。課題進行了錳砂生物過濾工藝處理圍廠河水的試驗研究,結果表明,當采用錳砂粒徑為0.6～1.2mm的鞏義嵩鑫錳砂,錳砂濾層厚度100cm,生物膜培養成熟后,濾速為5m/h以下,工作周期為4d,反沖洗強度為27L/（s·m2）,沖洗歷時5min。DO含量維持在4～5mg/L,濾柱出水總鐵和錳分別穩定達到0.3mg/L和0.1mg/L以下,達到寶鋼工業用水水質標準。課題進行了錳砂生物過濾工藝的微生物學研究。結果表明,錳砂表面的生物膜和濾料縫隙間的鐵泥構成了錳砂濾柱的微生物群落,篩選、培育出兩種鞘細菌類的鐵、錳氧化細菌,成熟的生物濾層內每克干砂上存在103～104個鐵錳細菌,混合菌種對Fe2+、Mn2+都具有很好的降解效果,具有不同的降解動力學規律。課題提出了錳砂生物過濾工藝在寶鋼水回用系統中的適用途徑。圍廠河水經錳砂生物過濾后可與寶鋼制水廠工業水產水按比例混配回用;圍廠河水經過錳砂生物過濾預處理和反滲透脫鹽處理后的產水可直接回用于工業水系統。寶鋼制水廠也可建立錳砂生物濾池,替代原有工藝,提高水處理效果。