生物固锰除锰机理与工程技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1．1我国地下水资源与利用状况 1

我国的水资源 1

地下水资源的分布与开发 1

1．2地下水的物理、化学特性 3

地下水的物理性质 4

地下水的化学性质 4

地下水环境背景值的形成 5

1．3地下水污染 6

地下水污染的含义 6

地下水污染源及途径 7

地下水污染状况 7

地下水污染的特点 8

地下水系统中污染物的迁移、转化与自净 8

1．4含铁、锰地下水的特性 10

自然界中铁、锰的存在及性质 10

铁、锰离子的水化学效应 11

微生物与铁、锰元素的循环 12

地下水中铁、锰的来源 14

含铁、锰地下水的分布 16

1．5铁、锰与人类健康和工业生产 17

铁的生理功能 17

锰的生理功能 20

含铁、锰水对生活和工业生产的危害 22

生活饮用水与工业用水中铁、锰的浓度标准 24

1．6地下水除铁除锰技术发展历程和趋势 25

地下水除铁技术发展历程 25

地下水除锰技术发展历程 26

国外除铁除锰技术的发展 27

除铁除锰技术的发展趋势 27

第2章 传统地下水除铁技术 29

2．1空气氧化除铁法 29

空气氧化除铁法的基本流程 29

Fe2＋的空气氧化速度 30

Fe2＋氧化产物——氢氧化铁的性状 34

空气氧化除铁流程的设计特点 37

2．2氯氧化除铁法 38

氯对Fe2＋的氧化 38

投氯量的确定 40

氯氧化除铁法的工艺流程 41

2．3接触氧化除铁法 44

接触氧化除铁的基本概念 44

接触氧化除铁法的基本流程与特点 45

接触氧化除铁触媒 47

FeOOH的结构形态 52

接触氧化除铁的机制 62

接触氧化除铁工艺的设计与运行要点 64

接触过滤法在除铁工艺技术中的位置 70

第3章 传统地下水除锰技术 72

3．1氯接触氧化过滤除锰 73

锰的氧化去除机制 73

确定投氯量的模型实验 73

高NH4+-N含铁、锰地下水投氯量实验 76

氯接触氧化过滤除锰生产装置在运行中应注意的问题 78

锰氧化触媒的形态 79

氯接触氧化过滤除锰的评价 80

3．2碱化除锰 81

3．3光化学氧化除锰 82

3．4 KMn04氧化除锰 85

3．5除铁与除锰流程组合 85

3．6除铁除锰与氧化还原电位 87

氧化还原电位（ORP） 87

与除铁除锰相关的氧化还原系 88

第4章 空气接触氧化除锰工艺的探求 94

4．1空氧接触氧化除锰（高井雄的研究成果） 94

实验装置和方法 94

实验结果 94

除锰机理的探求 97

小结 98

4．2锰质活性滤膜理论（哈尔滨工业大学李圭白先生研究成果） 99

哈尔滨平房区除铁设备 99

“锰质滤膜”理论 101

4．3除铁除锰工艺的探索和工程实践（中国市政工程东北设计研究院的研究成果） 103

沈阳市李官卜水源微污染地下水深度处理实验 103

鞍山大赵台水厂除铁除锰实验 107

4．4地下水除铁除锰现代观 107

第5章 生物固锰除锰技术的理论研究 108

5．1除锰滤池中生物量与Mn 2＋的氧化去除效率的研究 108

模拟滤柱过滤实验 108

生产性实验 110

实验室的培养基实验 110

分析与讨论 111

5．2滤层生物活性来源的验证实验 114

实验材料与方法 114

结果与讨论 115

5．3生物滤层滤料的活性分析 117

实验材料 117

实验方法 117

结果和讨论 118

5．4铁、锰在同一生物滤层中去除的实验研究 119

鞍山大赵台水厂滤柱实验 120

抚顺开发区除铁除锰水厂生产运行实验 124

长春市双阳区水厂成熟滤柱实验 125

5．5生物滤层铁、锰同时去除的规律探讨 126

实验材料与方法 126

结果与分析 127

5．6滤层中F 2＋、Mn 2e、Mn＋离子氧化还原的动态研 129

无Fe2＋含锰地下水成熟生物滤层过滤实验 129

无Fe2＋水的生物滤层培养实验 130

自然地下水培养实验 132

5．7生物滤层与无菌滤层的除铁差异实验研究 133

生物滤层与无菌滤层的除铁效果实验 133

铁的生物氧化和非生物氧化所产生的铁泥的性状 134

5．8生物固锰除锰理论的确立 136

第6章 生物除铁除锰工艺的微生物学研究 137

6．1自然界的铁、锰氧化、还原细菌 137

6．2自然界中的铁、锰氧化和还原 137

6．3铁、锰氧化还原细菌的分类 139

6．4铁、锰氧化还原细菌的生理学 145

代表性的铁、锰氧化细菌（属） 145

从水厂分离到的铁、锰氧化细菌 146

6．5细菌氧化铁、锰的机理 150

生物氧化的类型 150

细菌氧化Fe2＋的机理 151

细菌氧化Mn2＋的机理 152

6．6铁、锰氧化细菌的酶学研究 153

细菌的生物催化剂——酶 153

铁、锰氧化还原酶（系） 155

6．7生物除铁除锰滤池 156

滤料缝隙中的铁泥及其作用 157

滤料上的生物膜及其特点 157

滤层中生物量及其分布规律 162

滤层中生物活性的变化规律 164

滤层内的菌群形态 166

铁、锰离子对亚硝化和硝化反应的不同效应 167

6．8生物滤层中锰去除反应动力学研究 169

生物除铁除锰动力学基础 169

滤层内锰去除反应动力学分析 170

滤层内锰去除反应动力学模型假设 171

实验验证 172

6．9微生物固定化技术 175

微生物固定化过程 175

影响微生物固定的重要因素 177

生物除铁除锰滤池中的微生物固定技术 177

第7章 生物固锰除锰理论工程应用技术研究 179

7．1曝气溶氧的实验研究 179

生物氧化除铁、除锰的需氧量 179

生物除铁除锰滤层需氧量的测定 180

曝气装置 182

工程应用 185

7．2生物除铁除锰滤池不同过滤方式的实验研究 185

实验材料 186

实验方法与结果 186

7．3生物滤层结构 188

均质滤料和级配滤料 188

不同材质滤料生物滤层除铁除锰效能比较 190

软质滤料 192

天然轻质页岩 193

双层滤料 193

7．4除铁、除锰生物滤层的建立 194

贫营养微生物的生态特性 194

细菌的选择和接种 195

培养过程的调控 195

其他参数的调控 197

生物除铁除锰滤层培养范例 198

建立生物除铁除锰滤层的总结 201

7．5生物除铁除锰水厂的设计与运行 202

含铁含锰地下水供水系统的总体布局 202

生物除铁除锰水厂标准流程 203

单体构筑物设计参数 203

生物除铁除锰水厂的维护和管理 206

7．6生物除铁除锰工艺与锰质滤膜接触氧化除锰工艺的比较 206

工艺流程的比较 206

铁、锰氧化机制的比较 207

去除效果的比较 207

对微污染地下水的适应性 208

经济性 208

第8章 生物固锰除锰机理在工程中的应用 209

8．1沈阳经济开发区生物除铁除锰水厂的设计 209

供水水源与原水水质 209

生物除铁除锰水厂的工艺设计 209

生物除铁除锰滤池的接种培养与成熟 213

生物除铁除锰滤池的正常运行 214

讨论 215

结论 216

8．2兰西镇生物除铁除锰水厂 216

水厂设计规模与供水水源 216

取水形式与净水厂位置 217

除铁除锰工艺方案的选择 217

净水厂设计 218

滤池接种、培养与运行 221

讨论与分析 222

8．3佳木斯江北大型地下水生物除铁除锰工程 223

城市概况 223

水源的选择 223

净水厂设计 225

8．4东丰县第二水厂 228

东丰县城市与水资源概况 228

第二水厂扩建工程 228

8．5生物除铁除锰技术工程应用的总结 231

原水水质与滤池的成熟期 231

净化工艺流程 233

8．6生物除铁除锰技术展望 234

主题词索引 235

主要参考文献 239