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近年来,地表水中锰污染问题日益严重,主要表现为季节性、周期性污染。饮用水中锰含量过高会损害人体中枢神经系统、危害人体健康,加速输水管道壁上沉淀积累,堵塞水表和用水设备,减少管道使用寿命,使卫生洁具上形成斑点以及使衣物变色等。因此,开展地表水中锰去除的研究有重要意义。催化氧化法是近几年提出来的一种去除饮用水中铁、锰和氨氮的新方法。本文研究了复合锰氧化膜对地表水中锰的去除性能及其影响因素,并初步探讨了氨氮对锰去除的影响机制。本文主要成果和结论如下:(1)研究了地表水中锰去除的影响因素,主要包括滤料培养时间、温度、碱度、阴阳离子。锰的去除效果与滤料培养时间有关,培养三年的滤料表面氧化膜量较多且与滤料结合紧密,对锰的去除活性高。三年成熟滤料对锰的氧化去除过程符合一级动力学;锰的去除效果受温度的影响,当温度低于11℃时,氧化膜除锰活性明显降低,通过降低滤速增加锰与滤料的反应时间可提高锰去除效率;当进水碱度在0-200 mg/L时,增加水体碱度也可以提高锰的去除效率,试验范围内水体碱度与锰体积去除效率成正相关;水中阴阳离子对锰的去除效率也有影响,当进水中各阴阳离子浓度分别为100 mg/L时,Mg2+与Ca2+对锰的去除影响较大,而Na+、K+、Cl-和SO42-对锰的去除几乎没有影响。(2)研究了地表水中氨氮对锰去除的影响。当滤柱进水中不含氨氮时,氧化膜对0.8 mg/L的锰具有长期高效稳定的去除活性。低温下氧化膜活性有所降低,但即使温度低至5.5℃时锰去除率仍可达70%。当滤柱进水中含氨氮时,在高温下(17.5-21.2℃),氧化膜可以有效同步去除地表水中氨氮和锰,在低温下(5.5-14.1℃),氧化膜可实现短期有效同步去除氨氮和锰,随着运行时间的推移氧化膜除锰活性逐渐降低,运行10天后便会出现锰穿透现象。整个运行过程中氧化膜对氨氮都保持高效的去除活性。(3)探讨了氨氮影响锰去除的机理。当同时去除水中的氨氮和锰时,在进水氨氮浓度高于1.0 mg/L时氨氮对锰的去除有不利影响,主要原因是氨氮氧化过程中会产生H+,H+不利于锰氧化过程的进行。对氧化膜量和比表面积进行测定,发现同时投加氨氮和锰时,氨氮减缓了氧化膜比表面积以及氧化膜量的增长速度。SEM和XRD结果表明,氨氮的存在导致氧化膜表面形貌及结构发生变化,尤其是9.06°和18.04°这两处峰强度的降低直接导致了氧化膜除锰活性的降低。