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近年来，地表水源中氨氮和锰污染日渐严重，饮用水中过量的氨氮和锰不仅对人类健康造成威胁，也对水处理工艺造成负面影响，因此研究地表水中氨氮和锰的去除对我国饮用水安全保障具有重要意义。本课题以近年来提出的化学催化氧化法为基础，实现对地表水中氨氮和锰的去除。在中试实验系统下，比较了三种不同混凝剂(氯化铁(FeCl3)，聚合氯化铁(PFC)和聚合氯化铝铁(PAFC))对铁锰复合氧化物滤料长期去除地表水中氨氮和锰的活性影响，同时研究了碳酸氢根碱度对失活的铁锰复合氧化物滤料的催化活性影响。并初步探讨了混凝剂影响滤料活性以及碱度恢复滤料活性的机理。本文的主要研究结论如下：
(1)明确了铁锰复合氧化物滤柱在地表水处理中预混凝阶段的最优混凝剂。
三种混凝剂中，FeCl3不利于滤料对NH4+和Mn2+的去除，PFC对其去除NH4+和Mn2+的催化活性影响较小。使用PAFC后滤料的NH4+去除效率在50天后开始下降，但铁锰复合氧化物对Mn2+去除的催化活性保持不变。因此当采用铁锰复合氧化物滤料长期去除地表水中的氨氮和锰时，预混凝阶段的混凝剂不推荐使用FeCl3和PAFC，且PFC是三种混凝剂中最合适的。
(2)探明了不同混凝剂影响铁锰复合氧化膜催化氧化氨氮活性的作用机制。
对水质参数和滤料特性的分析表明，FeCl3不利于NH4+和Mn2+的去除，是由于FeCl3水解后使水中pH降低。而PAFC使得滤柱除氨氮活性降低是由于混凝剂中的铝进入引起了滤料表面结构变化。即不同运行时间下Al与Fe-Mn复合氧化物之间结合状态的差异导致了催化活性的下降。
(3)明确了碱度对失活滤料催化效能的影响以及催化活性的恢复机制。
不同碱度下滤柱的去除效果表明，提高碱度对铁锰复合氧化物滤料活性呈明显促进作用。滤柱对氨氮和锰的去除率分别由40%提升至95%和85%提升到100%。停止投加碱度后，滤柱活性依旧保持。进一步对水质参数和铁锰复合氧化膜特性进行分析，发现投加碱度后滤料表面铝的积累量减少且氧化物官能团发生变化，这是由于HCO3-与滤柱中残留的铝盐混凝剂作用，使滤料表面Al脱落，削弱了PAFC对滤柱活性的影响，滤柱活性得以恢复。
(1)明确了铁锰复合氧化物滤柱在地表水处理中预混凝阶段的最优混凝剂。
三种混凝剂中，FeCl3不利于滤料对NH4+和Mn2+的去除，PFC对其去除NH4+和Mn2+的催化活性影响较小。使用PAFC后滤料的NH4+去除效率在50天后开始下降，但铁锰复合氧化物对Mn2+去除的催化活性保持不变。因此当采用铁锰复合氧化物滤料长期去除地表水中的氨氮和锰时，预混凝阶段的混凝剂不推荐使用FeCl3和PAFC，且PFC是三种混凝剂中最合适的。
(2)探明了不同混凝剂影响铁锰复合氧化膜催化氧化氨氮活性的作用机制。
对水质参数和滤料特性的分析表明，FeCl3不利于NH4+和Mn2+的去除，是由于FeCl3水解后使水中pH降低。而PAFC使得滤柱除氨氮活性降低是由于混凝剂中的铝进入引起了滤料表面结构变化。即不同运行时间下Al与Fe-Mn复合氧化物之间结合状态的差异导致了催化活性的下降。
(3)明确了碱度对失活滤料催化效能的影响以及催化活性的恢复机制。
不同碱度下滤柱的去除效果表明，提高碱度对铁锰复合氧化物滤料活性呈明显促进作用。滤柱对氨氮和锰的去除率分别由40%提升至95%和85%提升到100%。停止投加碱度后，滤柱活性依旧保持。进一步对水质参数和铁锰复合氧化膜特性进行分析，发现投加碱度后滤料表面铝的积累量减少且氧化物官能团发生变化，这是由于HCO3-与滤柱中残留的铝盐混凝剂作用，使滤料表面Al脱落，削弱了PAFC对滤柱活性的影响，滤柱活性得以恢复。