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我国地下水存在微污染的问题比较普遍,常规的地下水净水工艺对由天然有机物、氨氮、铁、锰而构成的复合污染时,难以保障供水水质安全。某地下水厂供水规模为5万吨/天,是该市的主要供水水源。因取水井选址不当及水质较差,水厂的现有工艺难以保障水质安全。特别是冬季时,水源水水质差的问题更为突出,为保证该水厂出水水质满足饮用水标准,急需一种高效经济的处理工艺解决水厂面临的水质不达标问题。本研究对该水厂净水工程改造工艺的确定具有重要的理论意义与实际应用价值。为了解该水厂的水源水及出厂水的水质情况,现场调研了2015年冬季该水厂水源水质的变化特点、出厂水质情况及水厂现有工艺在运行中存在的问题;针对水源水水质特点及水厂现有工艺存在的问题,建立了中试试验研究平台,通过中试试验装置研究了不同中试工艺各运行单元出水常规水质指标的变化情况,探究各中试试验工艺的处理效能;确定影响各中试工艺运行的因素。通过对水源水质的分析结果表明:水源水的水质波动不大,仅在冬季1#井启用后,水源水的铁、锰含量分别骤升了0.7mg/L和0.3mg/L,对水源水的三维荧光图谱分析可知,水源水中有机污染物主要为类富里酸物质,水中同时还存在部分类腐殖类物质;中试装置稳定运行后,分析对比了工艺中生物强化和未生物强化试验组的出水水质,结果表明:生物强化组的处理效果强于未生物强化组,在控制高锰酸盐指数和氨氮的能力上,生物强化组的出水比未生物强化流程的出水低0.15~0.3mg/L和0.2~0.3mg/L。通过试验确定优选的中试工艺为:生物强化一级滤池(无烟煤+锰砂)+曝气柱+生物强化二级滤池(活性炭+无烟煤),优选的中试工艺在与水厂现有处理工艺的对比中,其在水质指标达标和运行成本控制方面都有较大的优势;所优选的中试工艺出水指标为:浊度为0.2NTU、色度为3度、高锰酸盐指数为1.90mg/L、氨氮为0.05mg/L、铁含量为0.01mg/L、锰含量为0.03mg/L,均优于现水厂的出水水质。