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二、地下水除锰技术发展过程
 类别:新闻动态 发表于:2005-8-17 共被阅读过 5993


地下水除锰比除铁困难得多。以往,我国在地下水除锰方面没有经验也没有这方面的技术,大多数水厂在地下除铁的过程中一般几乎没有除锰效果也没有进行除锰的考虑。所以在1975年编制的“室外给水设计规范”中没有设地下水除锰的章节。
1958年哈尔滨伟建机械厂根据哈尔滨工业大学提出的处理工艺建成一座地下水除铁除锰水厂,采用曝气架曝气,反应沉淀,石英砂过滤三级处理流程,投产后运行效果良好。这个水厂的原水中含铁1.32mg/l,含锰1.26 mg/l,原水中PH为7.0~7.1。滤池经长期运行后,石英砂颜色变黑,不仅除铁效果良好并且水中的锰也被去除。这是我国最早具有除锰效果的水厂。
1973年哈尔滨建筑工程学院李圭白教授与航空工业部第四设计院范茂功,刘育超工程师合作,对伟建机械厂的除铁锰水厂的除锰原理及工艺进行了试验研究。指出具有除锰作用的“黑砂”是被一层具有自催化作用的锰质化合物所包裹。“黑砂”可以在除锰过程中自然形成,但形成的时间较长,最长需达4个月。而且对水的PH要求较高,在该水质条件下只有当PH>7.5时,才能除锰。
1975年广西壮族自治区建委综合设计院工程师黄振鑫在南宁市几个水厂,利用广西的几种天然锰砂进行了地下水除锰的试验研究工作,发现有四种优质天然锰砂(如马山锰砂)具有良好的除锰效果。
1978年,给水排水东北设计院工程师刘超,高书怀在吉林省海龙的地下水除铁除锰实验中发现水中的铁对接触氧化法除锰有干扰,提出了先除铁,后除锰的两级过滤处理工艺,即含铁含锰地下水曝气后地下水曝报导后,先经第一级滤池除铁,再经充分曝气进第二级滤池除锰。
1978年,工程建设全国通用设计标准规范管理委员全下达重点科研项目“地下水除锰技术”,该课题由哈尔滨建筑工程学院李圭白教授负责主持,中国给水排水东北设计院工程师刘超及航空工业部第四规划设计院工程师范茂功参加,自1978年秋至1982春,历时三年半。在此期间,课题组综合分析了国内外大量地下水除锰资料;对我国东北地区、两广、长江中下游的十余套地下水除锰装置进行了比较全面和系统的调研测试;结合若干专题,在哈尔滨、海龙、九台、新民等地又进行了大规模的模型试验和生产性试验研究;在全面总结科研成果和生产实践基础上,完整、系统地提出了地下水曝气接触氧化除锰工艺,以及不同水质条件下的除锰流程。这项成果于1982年被编成专辑“地下水除锰技术”出版。上述工作使我国地下水除锰技术基本上达到了“过关”的水平,为在我国大量兴建地下水除锰水厂奠定了基础。
1986年,国家标准“室外给水设计规范”增补了“地下水除锰”的条文。
中国市政工程东北设计院设计的沈阳石佛寺水厂(规模为200000m3/d)于1986年建成投产,1990年处理水量为180000 m3/d,地下水含铁浓度为5?/FONT>10mg/l,含锰浓度为0.2~0.4 mg/l,PH=6.8~7.0。原水经跌水曝气→除铁滤池→水泵提升→(表面曝气)→除锰滤池→除铁锰水。除铁滤池和除锰滤池皆用马山锰砂作滤料,处理后的水质达到国家饮用水水质标准。这是国内目前最大的地下水除铁除锰水厂。
在运行过程中发现除锰滤池前的表面曝气停止运行。仍然获得了良好的除锰水。
中国市政工程东北设计院设计的佳木斯七水源(规模为80000 m3/d)于1988年部分建成投产,地下水含铁浓度为15 mg/l,含锰浓度为3 mg/l,PH=6.4~6.6,原水经跌水曝气→除铁滤池→(水泵提升)→(机械通风曝气塔)→除锰滤池→除铁除锰水。其除铁滤池用无烟煤作滤料,处理效果良好。
从1983~1990年间中国市政工程东北设计院工程师刘德明,徐爱军,李维,刘庆春先给在吉林省东丰啤酒厂、辽河油田沈阳采油厂、盘锦采油厂、沈阳李官堡水厂开展了地下水除铁除锰的研究工作。特别是1988年,在鞍山大赵台进行地下水除铁除锰试验中,提出了地下水中锰的去除是滤池中客观存在的生物、化学和物理等综合作用的观点。并且采用扫描电镜,X射线结构,X射线萤光,红外光谱、能谱及元素分析仪,分析了滤料表面形成除锰滤膜棗“黑粉”的成份和结构。“黑粉”成份为高价铁锰的混合氧化物,是一种待定的复合物,可用Mnx、Fey、Oz·XH2O表达。并且提出了铁细菌的生化作用是地下水除锰滤膜形成的滤料表面逐渐诱发成晶核,随着晶核的发育,形成了有除锰能力的活性滤膜的底质。
三、全国地下水除铁除锰经验交流会议及地下水除铁除锰学术研究会的成立
1975年7月,东北地区建筑标准设计协作组给水排水专业组在黑龙江省佳木斯市召开了“东北地区地下水除铁技术座谈会”。这实际是我国和经一次地下水除铁技术研讨会,当时介绍技术报告的有李圭白、马广生、范茂功、刘灿生等人,会议代表来自黑龙江、吉林、辽宁、广东、北京、湖北、河南、四川等省会议代表近百人,全国给水排水技术交流网负责人王扬祖,王真杰同志也都来支持会议。在这次会议上总结了十几年来我国地下水除铁的技术成果和经验,探讨了含铁地下水铁质形态的判别,地下水除铁原理、方法、工艺流程,曝气方式及滤池的构造形式等。初步解决了地下水除铁技术、设计、运转管理无认识,无从下手的状态。对于推广地下水除铁技术,加深对地下水除铁原理的认识,活跃学术气氛,以及为后来形成一支地下水除铁除锰这术研究基本稳定的队伍起到了重要的作用。
会议上交流了大量的论文和资料,并于会后由陆宗华、郭维章、李圭白、刘灿生负责编辑出版了“东北地区地下水除铁技座谈会资料选编”。共收集论文30篇。这次会议由佳木斯自来水公司接待,筹备会议人员有陆宗华、郭维章、李圭白、韩丁年、王恩长、赵善一、刘灿生等。
1978年12月由广东省建筑设计研究院、湖北轻工设计院在广东省广州市召集召开了部份省市的地下水除铁技术交流会议,会议期间除了交流了有关经验而外,还参观了由广东省建筑设计研究院设计的黄浦船厂的地下水除铁水厂,该厂采用自然氧化法,将原水含铁35mg/l去除,这是当时我国所遇到的成功处理含铁浓度最高的水厂。筹备这次会议的人员主要有:黄毅轩、顾鼎言等。
1979年3月由中南给水排水设计院主持在广东省湛江市召开了中南地区地下水除铁经验交流会,这次会议除了中南各省代表外,上海、北京、黑龙江、浙江、吉林、福建、四川、海南等代表也出席了会议。在这次会议上湖北省轻工设计院、广东省建筑设计院、湛江自来水公司提出了受可溶性,大家对地下水除铁机理,石英砂、天然锰砂作为铁质“活性滤膜”载体的等同性进行了热烈的讨论对广西综合设计院黄振鑫工程师进行的用马山锰砂进行的地下水除锰试验亦进行了讨论,这次会议的内容引起了地下水除铁界各方面人士的普遍关注,这场讨论也对接触氧化法除铁概念的完整形成及地下水除锰研究的开展起到促进作用。会上组织代表参观了湛江的几个除铁水厂,会后广西综合设计院黄振鑫,曲申酉工程师组织与会代表去参观考察广西南宁的几个采用马山锰砂除铁除锰的水厂。
湛江会议不仅交流了诸多学术观点和经验,推动了我国地下水除铁事业的发展,而且初步形成了我国地下水除铁除锰科技工作的队伍。
会议的筹备人员为“蔡同辛、单均尧、黄毅轩、刘安仁、王扬祖、徐仑芳等同志。这次会议的接待工作由湛江自来水公司负责。
1986年4月下旬在广东省湛江市召开了全国地下水除铁除锰学术研究会成立大会暨第一次年会。代表来自全国17个省、市自治区共七十多人。上海市政工程设计院钟淳昌总工程师代表中国土木工程学会给水排水学会对研究会的成立表示祝贺。
全国地下水除铁除锰学术研究会是适应当时地下水除铁除锰学术活动日益活跃,研究人员相对固定的前提下应大家愿望成立的。自1975年在佳木斯召开东北地区地下水除铁技术座谈会以交流会,1980~1981年在上海、佳木斯、长春等地召开地下水除铁、除锰七个专题科研成果鉴定会以及1982~1985处间分别在吉林伊通、哈尔滨和长春召开的地层除铁的数项成果鉴定会,以及在中南及其他地区进行地下水除铁调查的基础上,1985年11月由李圭白、刘灿生、黄毅轩、李维震、刘超、刘育超同志动议,在长春成立了由哈尔滨建工学院,中国市政工程东北设计院,航空部第四设计院,中国市政工程中南设计院,广东省建筑设计研究院,湛江市自来水公司等单位组成的全国地下水除铁除锰学技术研究会筹备组,在各有关单位大力协助下经充分准备,会议于1986年4月顺利召开。  学术研究会协商选举了第一届理事会。由25人组成:
  顾 问:魏建中、钟淳昌、钱崇湛、许保玖、吴正淮
  理事长:李圭白
  副理事长:刘超、范茂功、单均尧、徐仑芳
  秘书长:刘灿生 副秘书长:黄毅轩
  理 事:丁仲、王碧玲、刘超、刘灿生、刘育超、刘德明、曲申酉、关怀民、李圭白、李家就、李继震、单均尧、陈益、陈忠正、陈辅君、费莹如、范茂功、赵海、张爱惠、徐仑芳、徐廷章、袁世荃、黄毅轩、董辅祥、蔡同辛。  在这次会议上主要交流了自“铁质活性滤膜”接触氧化除铁工艺提出以来使用的滤料由天然锰砂扩展到石英砂和无烟煤的试验和生产经验,以及对滤料成熟影响因素的探求,地层除铁及地下水除锰技术。
这次会议由湛江自来水公司接待,参加筹备会次会议的有李圭白、单均尧、刘灿生、黄毅轩、蔡同辛、徐仑芳、刘超、刘育超、李继震、丁仲、黄宇萍同志。在会上讨论了刘灿生秘书长关于第二次年会的筹备情况,决定于1987年10月在湖南南县召开全国地下水除铁除锰学术研究会第二次年会。会后曾组织常务理事李圭白、黄毅轩、刘灿生、李维震、刘育超、刘超召开常务理事会,常务理事会的接待工作由广东省台山、开平、阳江自来水公司负责。
1987年10月在湖南南县召开了全国地下水除铁除锰第二次年会,这次年会总结了研究会成立以来的工作并交流了论文及技术资料22篇。就国内外地下水除铁除锰技术经验的新发展进行了交流和热烈的讨论。
会上表彰了对我国地下水除铁除锰科技发展中做出卓越贡献的十个单位:哈尔滨建筑工程学院、中国市政工程东北设计院、航空部第四设计院、佳木斯自来水公司、上海市政工程设计院、中国市政工程中南设计院、广东省建筑设计研究院、湛江自来水公司、湖南大学、湖南省南县自来水公司。
代表们在会议期间参观了湖南南县自来水公司,华容自来水公司的地下水除铁水厂。会议由湖南南县自来水公司接待会,参加筹备工作的人员为:袁世荃、段南生、李圭白、刘灿生、黄毅轩、刘育超等同志。
1989年7月全国地下水除铁除锰学术研究会第四次理事会扩大会议在北京中国航空工业设计研究院召开,出席会议的有李圭白、刘超、范懋功、刘灿生、黄毅轩、袁世荃、陈辅君、陈忠正、曲申酉、刘育超等同志。
会议传达了学术研究会参加全国给水委员会年会的情况并对本学术研究会第三次年会筹备工作进行了安排。
1990年7月,在佳木斯召开了全国地下水除铁除锰学术研究会第三次年会及暨换届会议。本次会议的议程为:1、第一届理事会工作报告;2、进行学术交流并评选优论文;3、进行二项有关除铁除锰技术鉴定;4、选举第二届理事会。
会议决定出版《全国地下水除铁除锰论文选集》。会议选举了全国地下水除铁除锰学术研究会第二届理事会,理事会由33位同志组成:  
理事长:李圭白
  副理事长:刘超、林生、袁世荃、丁仲
  秘书长:刘灿生 副秘书长:黄毅轩
  顾 问:魏建中、钟淳昌、吴正淮、范懋功、钱崇湛
增补了王震亭、孙永海、宋宪谋、陈牧民、林生、张序三、柏蔚华、段南生、胡成琳、智修德同志为理事。
设常务理事9人:丁仲、刘超、刘灿生、刘育超、李圭白、林生、袁世荃、黄毅轩、单均尧。

会议由佳木斯自来水公司负责接待,第三次年会筹备会议人员为:丁仲、徐英光、孙永海、李圭白、刘超、黄毅轩、吴贵本
1991年11月,全国地下水除铁除锰学术研究会常务理事会在广东省开平召开,会期三天。出席会议的有李圭白、刘灿生、黄毅轩、刘育超、单均尧、费莹如、陈辅君、陈牧民、吴贵本等理事及常务理事。在这次会议上通报了给水委员会新参加本研究会的委员有刘家义和李昌群。会议建议增补费莹如、曲申酉为常务理事,讨论了第四次年会的筹备等有关事宜;全国地下水除铁除锰论文集的编辑工作以及进行全国地下水除铁除锰现状调查工作的安排。并对广东省开平自来水公司的技研成果进行了鉴定,会议由广东开平自来水公司接待,筹备人员为陈牧民、李兆基、黄毅轩、刘灿生。
1992年5月在哈尔滨编辑出版了《地下水除铁除锰学术论文集》,由李圭白教授主编,刘灿生,陈辅君教授为副主编,编委为李继震、刘超、袁世荃、黄毅轩、丁仲、单均尧、刘育超、邹庆柱同志参加了编辑工作。本论文集共精选收集学术论文32篇,包括地下水除铁、除锰、含铁地下水取水及经济和铁、锰质对人体危害等论文,基本上能反映我国当时的地下水除铁除锰技术水平。
1992年7月在河南省新乡市召开了全国地下水除铁除锰学术研究会第四次年会,本次年会主要是交流了地下水除铁除锰的学术论文二十余篇,会议组织了与会代表参观了新乡自来水公司的地下除铁水厂,和到郑州参观郑州自来水的水厂。
会议上进行了学术交流并讨论确定一批科研课题和方向就这些科研课题进行了分工。确定的科研课题为1、水中铁质,铁质对人体健康的调查和研究;2、铁、锰细菌在地下水除铁、锰过程中的作用的研究;3、含铁、含锰地下水取水井及井泵防腐技术的研究;4、除铁水厂废水的处理与利用的研究;5、铁锰泥积附着的防治技术的研究;6、含铁地下水与地表水混合处理技术的研究;7、中、小型除铁设备系统的适应性调查;8、超净除铁设计原则的制定;9、水中铁质连续测定仪器的研制。本次会议由河南省新乡市自来水公司接待,筹备人员为刘灿生,王震亭,陈牧民,黄毅轩等人。
1994年6月在四川省成都召开了研究会常务理事会。会议研究和讨论了学术研究会第五次年会的筹备情况;研究和通报第四次上布置的科研项目进展情况;研究和探讨学术研究会在市场经济情况如何进一步发展等事宜。参加这次常务理事会的常务理事为:李圭白,刘灿生,黄毅轩,陈牧民,刘育超,刘超,李继震,丁仲。
1995年1月地下水除铁除锰学术研究地年五次会议在哈尔滨举行。会上进行地下水除铁除锰工作进行了交流。并对地下水除铁除锰工作几十年做出贡献的单位和个人进行表彰。这阶段主要进行地下水除铁、除锰技术,特别是适合于工矿企业,农村的除铁、除锰设备。另外还进行水中铁质连续测定仪器的研制,基本获得成功。
在这次会议上的活动表明,地下水除铁除锰技术,经过数十年的努力,无论是在除铁除锰机理、设计方法、参数选择及实际运行和管理技术得了比较完善的解决。这是地下水除铁除锰技术工作者无私的努力和贡献。许多人都在由地下水除铁除锰技术领域向其它领域转,特别集中予水厂的自动控制。
1995、1996年山西大同、上海的两次给水委员会主任扩大会议上都讨论了这个问题,认为我国地下水除铁除锰技术基本上解决,达到了国际的先进水平,全国地下水除铁除锰学术研究会的使命已经完成。于1996年在广东顺德、江门召开的全国给水委员会第五次年会上决定在地下水除铁除锰学术研究会的基础上改编为全国水厂自动化控制学术研究会,表明我国地下水除铁除锰技术发展转向应用和实用领域。



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