以改进中小型除铁锰设备为目标,研究了活性炭/锰砂滤层来强化滤层的截污效率,进一步通过自动控制方法实现设备的自动运行,有效的解决了部分地区村镇居民和小型企业的用水难题。相关研究结果如下:(1)获得了活性炭/锰砂生物滤层培养与启动方法,该方法采用生物强化技术,将高浓度菌液与滤料混合的接种方式,在低滤速条件下升流式进水培养,维持生物滤层的贫营养生态系统,可促进生物滤层的快速成熟。(2)根据双层滤料中铁、锰细菌的沿程分布特征和铁、锰的沿程去除规律,提出活性炭-锰砂双层滤料床布置方案,避免了传统均质、级配滤层中铁锰集中在表面滤料层去除的现象,增强了上层滤料的纳污量,实现了滤床空间有效利用,延长了生物滤层的工作周期,减缓了水头损失增加速率。(3)曝气效率分析的结果显示,射流泵曝气效率优于曝气塔和喷淋式曝气,而显著强于跌水曝气。出水水质分析结果显示,维持上层液体低DO条件即可满足滤层除铁锰要求。(4)实现了生物除铁锰设备的溶解氧实时监控自动控制,该自控系统可以根据生物滤层溶解氧变化情况,建立控制节点,根据进出水溶解氧浓度来调节过滤速率,避免高溶解氧条件下大量氧化水中Fe2+和抑制铁、锰细菌活性,而且可以实时报警或紧急断水来控制低溶解氧条件下铁、锰氧化不完全导致滤层出水不达标,由此提高生物滤层的工作稳定性。