高铁锰地下水生物净化技术

由李冬和曾辉平所合著的《高铁锰地下水生物净 化技术》一书介绍了含铁锰地下水的成因、分布和水 质类型，并用试验和工程示范阐明各类含铁锰地下水 的净化方法和流程，是给水排水工程师、本科生及研 究生的参考用书。

曾辉平，1938年生，中国工程院院士。1962年毕业于哈尔滨建筑工程学院（现哈尔滨工业大学），1985年获日本大阪大学工学博士学位，1992年获政府特殊津贴，1995年被评为吉林省设计大师，1996年被评为建设部和国家“八五”攻关先进个人，1997年当选中国工程院院士。曾任中国市政工程东北设计研究院总工程师、副院长，现任哈尔滨工业大学教授。主持城市重大给水排水工程设计百余项。获国家科技进步二等奖1项，吉林省科技进步一等奖1项，黑龙江省科技进步一等奖1项，建设部科技进步一、二、三等奖多次，华夏建设科技进步二等奖1项。发表论文300多篇，出版著作9部。 李冬，1976年生，教授，博士生导师。国家自然科学基金优秀青年科学基金、全国百篇优秀博士学位论文提名奖获得者、入选科技部中青年科技创新领军人才、 新世纪优秀人才、北京市长城学者、北京市优秀青年知识分子、北京市科技新星。致力于饮水生物除铁除锰理论及工程技术和水环境恢复理论及关键技术的研究。获得国家科技进步二等奖2项，华夏建设科技一等奖、二等奖各1项，黑龙江省、吉林省科技进步一等奖各1项。出版专著3部，发表论文150余篇，获得授权发明专利40余项。培养研究生30余人。

第1章 水循环与水资源 1.1 地球上的水储量 1.2 自然界水文循环 1.3 地球水资源分布 1.3.1 各大洲的水资源及分布 1.3.2 中国的水资源及分布 1.4 我国含铁锰地下水的分布及水质类型 1.4.1 含铁锰地下水的成因 1.4.2 我国含铁锰地下水的分布及水质类型 第2章 生活与生产用水中铁锰的危害及允许浓度 2.1 天然水中的铁和锰 2.2 生活饮用水与生产用水中铁锰的危害 2.3 铁锰与人类健康 2.3.1 铁的生理功能 2.3.2 锰的生理功能 2.4 生活饮用水与工业用水中铁锰浓度标准 第3章 饮水除铁除锰科学技术的发展历程 3.1 早期饮用水除铁技术 3.1.1 曝气直接氧化除铁 3.1.2 氯氧化除铁 3.2 早期饮用水除锰技术 3.2.1 锰沸石法 3.2.2 高锰酸钾氧化法 3.2.3 氯接触氧化除锰法 3.2.4 碱化除锰. 3.3 曝气接触过滤除铁除锰技术的发展 3.3.1 曝气接触过滤除铁技术研究历程 3.3.2 空气氧化接触过滤除锰工艺的探求 3.4 生物固锰除锰机理与工程技术 3.4.1 生物固锰除锰机理的发现与确立 3.4.2 生物除铁除锰水厂的工艺技术变革 第4章 生物除铁除锰滤池理论模型 4.1 接触氧化除铁机制 4.1.1 接触氧化除铁工艺的基本流程与特点 4.1.2 接触氧化除铁滤池的活性定位 4.1.3 滤砂表面披覆物中的触媒物质 4.1.4 除铁触媒的矿物学特征 4.1.5 除铁滤沙表面披覆物的结构 4.1.6 接触氧化除铁机制与接触氧化反应 4.2 生物除锰滤池中生物量与除锰率的相关性研究 4.2.1 模拟滤柱试验 4.2.2 生产性试验 4.2.3 试验室试验 4.2.4 分析与讨论 4.3 生物滤层除锰能力的活性定位 4.3.1 生物滤层除锰活性的验证 4.3.2 生物滤层滤料的除锰活性分析 4 4 Fe2+对生物除锰滤层的作用 4.4.1 无Fe2+含锰地下水成熟生物滤层过滤试验 4.4.2 无Fe2+含锰水的除锰生物滤层培养试验 4.4.3 天然地下水除铁除锰生物滤层培养试验 4.5 生物滤层与无菌滤层的除铁性能研究 4.5.1 生物滤层与无菌滤层的除铁性能研究 4.5.2 化学接触氧化除铁滤层与生物除铁除锰滤层内铁泥的性状 4.6 生物滤层中铁锰同时去除的研究 4.6.1 鞍山大赵台水厂的生物滤柱试验研究 4.6.2 抚顺开发区除铁除锰水厂生产性试验研究 4.6.3 长春市双阳除铁除锰水厂滤柱试验 4.6.4 生物滤层铁锰同池去除的规律研究 4.6.5 生物固锰除锰理论 4.7 生物除铁除锰滤池理论模型 第5章 伴生氨氮高铁锰地下水净化技术初探 5.1 伴生氨氮高铁锰地下水深度净化课题的提出 5.1.1 松北区供水系统概况 5.1.2 松北区供水系统改扩建工程 5.1.3 一期净水间工艺改造效果 5.1.4 研究方向和内容 5.2 高浓度Fe2+与Mn2+氧化还原互动关系 5.2.1 铁锰的氧化还原电位与氧化还原反应 5.2.2 双层滤料在高铁高锰地下水净化中的应用 第6章 地下水中Fe2+、Mn2+、NH4+等还原物的氧化需氧量 6.1 Fe2+、Mn2+、NH4+的溶解氧需求及消耗规律的试验研究 6.1.1 生产系统除铁除锰生物滤层的培养 6.1.2 溶解氧充足情况下除锰生物滤层的培养试验 6.1.3 成熟生物除锰滤池短期停产对活性的影响 6.2 生物除锰滤层的硝化活性及氨氮去除极限浓度研究 6.2.1 伴生氨氮高铁锰地下水生物滤层的氨氮去除极限 6.2.2 伴生氨氮微铁高锰地下水生物滤层的氨氮去除极限 6.3 生物除锰滤层中氨氮转化过程及对Mn2+生物氧化的影响 6.3.1 生物除锰滤层中氨氮的转化规律 6.3.2 氨氮对生物滤层除锰活性影响的研究 第7章 伴生氨氮高铁锰地下水净化试验研究 7.1 滤柱模拟试验研究 7.1.1 生产滤池未成熟滤砂模拟滤柱试验 7.1.2 新砂模拟滤柱试验 7.1.3 成熟滤砂模拟柱试验 7.2 生产性试验研究 7.2.1 生产性试验系统改造 7.2.2 生产性试验效果 第8章 伴生氨氮高铁锰地下水生物净化滤层微生物学研究 8.1 伴生氨氮高铁锰地下水净化滤层中锰氧化菌群落结构分析 8.1.1 滤料表面形态及能谱分析 8.1.2 滤料微生物群落结构及演替规律分析 8.2 广谱锰氧化菌的分离与筛选 8.3 典型锰氧化菌的形态特征 8.3.3 MSB-4的形态特征 8.3.2 MS604的形态特征 8.3.3 MB4的形态特征 8.3.4 MB5的形态特征 8.4 典型锰氧化菌功能定位 8.5 典型锰氧化菌生理生化特性 8.6 典型锰氧化菌的16SrDNA系统发育分析 8.6.1 MSB-4 16SrDNA系统发育分析 8.6.2 MS604 16SrDNA系统发育分析 8.6.3 MB4 16SrDNA系统发育分析 8.7 典型锰氧化菌锰代谢特征分析 8.7.1 MSB-4锰代谢特征分析 8.7.2 MS604锰代谢特征分析 8.7.3 MB4锰代谢特征分析 8.7.4 MB5锰代谢特征分析 8.8 典型锰氧化菌酶学特性 8.8.1 酶活性功能定位 8.8.2 温度对胞外酶活性的影响 8.8.3 pH对胞外酶活性的影响 8.8.4 金属离子对胞外酶活性的影响 8.8.5 胞外酶Km和Vmax的确定 8.9 典型锰氧化菌铁锰同步去除特征 8.9.1 MSB-4铁锰同步去除特征 8.9.2 MS604铁锰同步去除特征 8.10 高效锰氧化菌群的构筑与工程应用研究 8.10.1 高效锰氧化菌群的构筑 8.10.2 固定化微生物滤柱的启动与工艺运行 8.10.3 反应器运行过程中微生物系统动态研究 第9章 高浓度铁锰地下水供水系统规划与设计 9.1 供水系统规划 9.1.1 水源地选择与井群布置 9.1.2 高浓度铁锰地下水供水系统的总体布局 9.2 生物除铁除锰水厂流程设计 9.2.1 标准流程 9.2.2 高铁锰地下水生物净化流程 9.2.3 伴生氨氮高铁锰地下水生物净化流程 9.2.4 两级曝气+两级过滤流程 9.3 单体构筑物设计 9.3.1 曝气装置 9.1.2 生物除铁除锰滤池设计 9.4 生物除铁除锰滤池的培养与运行 9.4.1 除铁除锰生物滤层的建立 9.4.2 伴生氨氮高铁锰地下水生物滤层的快速启动 9.4.3 生物除铁除锰滤池运行中的维护和管理 第10章 各种典型含铁含锰地下水生物净化流程和工程示范 10.1 含铁锰地下水典型生物净化流程 10.1.1 沈阳经济开发区生物除铁除锰水厂的设计 10.1.2 生物除铁除锰滤池的接种培养与成熟 10.1.3 生物除铁除锰滤池的正常运行 10.1.4 讨论 10.1.5 结论 10.2 高浓度铁锰地下水生物净化流程 10.2.1 东丰县水资源概况 10.2.2 第二水厂扩建丁程 10.3 超高浓度铁锰地下水二级生物净化流程 10.4 伴生氨氮高铁锰地下水生物净化流程 10.5 哈尔滨松北区前进水厂 10.5.1 水源与水质 10.5.2 净水厂设计 10.5.3 生产运行效果 参考文献