在我国,地下水是许多地区的主要供水源,但某些地区地下水中氨和锰的含量过高,从而导致了许多危害。课题组前期研究发现,通过将Fe Cl₂和Mn Cl₂与KMn O₄反应,使其氧化形成复合锰氧化物,该复合锰氧化物对同步去除氨和锰有良好的去除效果。但目前在水循环系统中石英砂负载复合锰氧化物去除氨和锰的效能,并且如何提高石英砂对复合锰氧化物的负载强度还未进行深入研究。本实验通过将非循环系统改造成水循环系统,以及将石英砂进行铁离子改性和疏水改性,并且又将石英砂更换为锰砂和磁铁矿,探究水循环对系统运行的影响以及增强负载强度的方法,具体包括以下三个方面:1)水循环对复合锰氧化物催化氧化氨/锰活性的影响;2)改性石英砂负载复合锰氧化物去除地下水中氨/锰的研究;3)不同载体负载复合锰氧化物去除氨/锰的研究。论文主要成果结论如下:(1)在系统运行初期,相比于循环水定期更新系统,循环水持续更新系统和非循环系统对氨有较好的去除速率,这是由于该阶段循环水持续更新系统和非循环系统中的滤料氧化膜具有较小的结晶尺寸,可以提供更多的表面吸附电位,从而对氨的有效去除速率更快。停止投加高锰酸钾后,循环水定期更新系统对锰有较好的去除速率,这是由于该系统停止投加高锰酸钾后,为了防止循环水中锰浓度超标,锰的投加方式改为每天定期投加,并且该阶段循环水定期更新系统对复合锰氧化物有较好的负载强度。(2)循环水系统和非循环系统中的滤料实际应用去除氨和锰时,随着不同系统中滤料的成熟,不同系统中氧化膜的结构趋近于相同,循环水定期更新系统和非循环系统中的滤料均能有效去除氨和锰。(3)铁离子改性石英砂、疏水改性石英砂和未改性石英砂比表面积为2.437m~2/g、2.325 m~2/g、0.328 m~2/g,改性石英砂相对于未改性石英砂有更大的比表面积。在pH为8的水溶液中,铁离子改性石英砂、疏水改性石英砂、未改性石英砂表面Zeta电位分别为0.41mv、18.32mv、-23.31mv,表明改性石英砂表面更有利于对复合锰氧化物的吸附。改性石英砂氧化膜具有较低的结晶度和较小的结晶尺寸,因而可以提供更多的表面吸附位。因此改性石英砂表面吸附有更多的复合锰氧化物并有更好的负载强度,对氨和锰均有较好的去除效果和稳定性。(4)在pH为8的水溶液中,初始石英砂、初始磁铁矿、初始锰砂表面Zeta电位分别为-23.31mv、-14.38mv、-16.62mv,改性后的石英砂表面Zeta电位更趋近于0,从而磁铁矿和锰砂更有利于对复合锰氧化物的吸附,对复合锰氧化物有更好的负载强度,因此对氨和锰有较好的去除效果。随着滤料的成熟,载体表面被复合锰氧化物所包覆,不同载体表面性质趋于相同,因此在滤料成熟后,不同载体的膜增长量趋于相同。