生物活性炭工艺的除锰效能及作用机制

利用动态小试试验研究了生物活性炭(BAC)对地表水的除锰效能,明确了其可行性及机理,并探讨了可能存在的问题及解决途径.试验证明,BAC工艺在进水Mn(Ⅱ)质量浓度为0.60～1.80 mg/L、过水流速不超过12 m/h时均具有良好的除锰效能[Mn(Ⅱ)去除率>95.00％].锰分相及SEM-EDS测定表明,BAC通过"高效吸附-氧化赋存-脱附更新"实现锰的可持续转化,Mn(Ⅱ)和锰氧化物(MnOx)易于在BAC颗粒孔隙及表面附着,加速除锰滤料的成熟;16S rRNA测序结果表明,BAC颗粒上具有种类多、丰度高的锰氧化细菌(MnOB)及锰氧化基因,主导了稳定运行期内Mn(Ⅱ)的氧化,保障了其在不同水质条件下的稳定去除.Mn(Ⅱ)浓度突增时,BAC除锰工艺存在适应周期长(30 d)、除锰效能有一定波动的问题.O3-BAC强化除锰工艺中,前置O3不仅能在进水Mn(Ⅱ)浓度稳定时进一步提升BAC工艺的除锰效能,将出水Mn(Ⅱ)质量浓度控制在0.05 mg/L以下,还能确保进水Mn(Ⅱ)浓度突增时整体工艺的出水水质稳定.此外,还考虑了原水中有机物、氨氮对BAC除锰效能的影响.