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随着我国经济社会的发展,工业化与城镇化进程的加快,对地下水资源开发利用过程中不规范行为,导致地下水被氨氮、锰污染的现象越发严重。为了满足和保障国家与居民的用水安全,因此需要开发能够高效去除水中氨氮、锰的工艺方法。课题组经过多年的探索研究发现,铁锰催化氧化滤池具有同步去除水中氨氮和锰的能力,并且具有高效、经济和适应性强的特点。在课题组对催化氧化滤池多年研究成果的基础上,本文将通过活性铁锰复合氧化物滤料制备阶段铁/锰比优化研究、成熟铁锰复合氧化物滤料存放条件优化研究及铁锰复合氧化物滤料处理突发性氨氮/锰污染的中试试验研究对催化氧化滤池进行更深入地研究。论文主要结论如下:(1)研究发现成膜初期时投加有FeCl2的滤柱在相同滤层段对氨氮的去除效果优于未投加滤柱,其中铁/锰比例为1:1时,对氨氮的去除效果最好。由于三个挂膜滤柱中的氨氮均能在投加高锰酸钾阶段去除,表明实验设置的三组铁锰比例挂膜对滤柱去除氨氮的能力影响较小。随着系统运行时间的增加,滤料进一步成熟,不同铁/锰比例挂膜的滤柱对氨氮的去除效果趋于一致。停止投加高锰酸钾后,进水铁/锰比例为1:1的滤柱挂膜形成的氧化膜对锰的去除效果最好,进水铁/锰比例为1.65:0.5的滤柱最差。实验结果显示滤柱去除锰的能力受生成的锰氧化物量的影响,锰氧化物量越多,滤柱去除锰的效果越好。因此,可在挂膜时适当地延长投加高锰酸钾的时间,利用高锰酸钾的强氧化性快速生成更多的铁锰复合氧化物,缩短催化氧化滤池的成熟时间。(2)研究发现存放时间对滤料去除氨氮的能力影响较大,对滤料去除锰的能力影响较小,湿式存放比干式存放对滤料去除污染物的能力影响较小。存放10d时,滤柱启动初期对氨氮具有70%以上的去除率,存放100 d时滤柱对氨氮的去除率降低至35.57%以下,干式存放滤料的氨氮去除率甚至降低至12.73%;存放时间在40 d以内时,滤料去除锰能力和滤料初始去除锰能力基本一致,当存放时间延长至70 d时,干式/湿式存放滤料启动运行时锰的去除率分别降为60.36%,80.08%;存放100 d时,干式/湿式存放滤料启动运行时锰的去除率进一步下降至54.74%,69.90%。湿式存放滤料各个滤层段启动运行时的氨氮/锰去除效果均优于干式存放滤料,干式存放的滤料相较湿式存放滤料恢复至初始氨氮/锰去除能力的周期更长。(3)研究发现铁锰复合氧化物滤料对地下水突发性氨氮/锰污染具有很好的处理能力。运用该滤料处理浓度为1.5 mg/L的含氨氮地下水时,运行2-3 d就能使滤柱出水达标,4-6 d基本完全去除水中的氨氮,对氨氮的负荷能力约为2mg/L;处理浓度为2 mg/L的含锰地下水时,运行2 d基本完全去除水中的锰,对锰的负荷能力约为4.6 mg/L。