摘 要
地下水作为重要的饮用水源，在保障人类健康和经济社会发展中具有不可替代的作用，然而铁锰超标问题严重影响了水质安全与供水质量。为解决这一问题，本研究以除铁除锰技术为核心，系统探讨了其在地下水处理中的应用效果及优化策略。研究通过实验室模拟实验与现场工程验证相结合的方式，分析了不同工艺条件下铁锰去除效率的影响因素，并提出了基于曝气氧化-过滤工艺的改进方案。结果表明，通过优化曝气强度、滤料选择及接触时间等关键参数，可显著提高铁锰去除率，同时有效降低运行成本。此外，本研究创新性地引入新型催化滤料，该滤料具有较高的比表面积和活性位点密度，能够加速铁锰氧化反应进程，从而提升整体处理效能。实际应用中，改进后的工艺在多个地下水处理工程中表现出优异的稳定性和适应性，尤其在高浓度铁锰共存条件下仍能保持高效去除能力。研究表明，合理设计工艺流程并结合当地水质特征，可以实现经济高效的地下水除铁除锰目标，为类似工程提供了重要的理论支持和技术参考。本研究的主要贡献在于揭示了催化滤料对铁锰氧化过程的促进机制，并验证了其在复杂水质条件下的适用性，为推动地下水处理技术的发展提供了新思路。关键词：地下水除铁除锰；催化滤料；曝气氧化-过滤工艺；铁锰去除效率；新型滤料
Abstract
Groundwater, as a critical source of drinking water, plays an irreplaceable role in safeguarding human health and promoting socioeconomic development; however, excessive levels of iron and manganese severely compromise water quality and supply reliability. To address this issue, this study focuses on iron and manganese removal technologies, systematically evaluating their application effects and optimization strategies in groundwater treatment. By integrating laboratory simulation experiments with field engineering validation, the study analyzes the influencing factors of iron and manganese removal efficiency under various process conditions and proposes an improved scheme based on the aeration oxidation-filtering process. The results indicate that optimizing key parameters such as aeration intensity, filter media selection, and contact time can significantly enhance removal rates while effectively reducing operational costs. Additionally, this research innovatively introduces a novel catalytic filter medium, which features a high specific surface area and dense active sites, accelerating the oxidation reactions of iron and manganese and thereby improving overall treatment performance. In practical applications, the modified process demonstrates excellent stability and adaptability in multiple groundwater treatment projects, maintaining high removal efficiency even under conditions of coexisting high concentrations of iron and manganese. The study reveals that designing processes appropriately according to local water quality characteristics can achieve economically efficient iron and manganese removal from groundwater, providing significant theoretical support and technical references for similar projects. The primary contribution of this research lies in elucidating the promotion mechanism of catalytic filter media in the oxidation process of iron and manganese and validating its applicability under complex water quality conditions, offering new insights for advancing groundwater treatment technologies..
Key Words：Groundwater Iron And Manganese Removal；Catalytic Filter Media；Aeration Oxidation-Filtering Process；Iron And Manganese Removal Efficiency；New Type Filter Media
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪论 2
1.1 除铁除锰技术的研究背景与意义 2
1.2 地下水处理中除铁除锰技术的研究现状 2
1.3 本文研究方法与技术路线 3
第2章 地下水中铁锰的特性与去除原理 4
2.1 地下水中铁锰的存在形式与危害 4
2.2 除铁除锰的基本原理与机制 4
2.3 影响铁锰去除效率的关键因素分析 5
2.4 铁锰去除技术的分类与适用范围 6
第3章 常见除铁除锰技术的应用分析 8
3.1 物理法在地下水处理中的应用 8
3.1.1 过滤技术的作用机制 8
3.1.2 气浮技术的优劣势分析 8
3.1.3 离心分离技术的实际效果 9
3.1.4 物理法的经济性评估 9
3.2 化学法在地下水处理中的应用 9
3.2.1 氧化剂的选择与作用 10
3.2.2 沉淀法的技术特点 10
3.2.3 中和法的适用条件 10
3.2.4 化学法的环境影响评价 11
3.3 生物法在地下水处理中的应用 11
3.3.1 微生物对铁锰的转化机制 11
3.3.2 生物膜技术的运行参数优化 12
3.3.3 生物法的成本效益分析 12
3.3.4 生物法的长期稳定性研究 13
第4章 除铁除锰技术的优化与案例研究 14
4.1 技术优化的目标与策略 14
4.1.1 提高去除效率的关键措施 14
4.1.2 减少二次污染的技术手段 14
4.1.3 降低运行成本的改进方案 15
4.1.4 增强系统稳定性的设计思路 15
4.2 工程案例分析与实践验证 15
4.2.1 某地区地下水处理工程概况 16
4.2.2 技术方案的设计与实施过程 16
4.2.3 处理效果的监测与数据分析 16
4.2.4 经济效益与社会效益评估 17
4.3 新型技术的研发与前景展望 17
4.3.1 膜分离技术的应用潜力 17
4.3.2 电化学技术的可行性研究 18
4.3.3 纳米材料在除铁除锰中的应用 18
4.3.4 综合技术的集成与发展方向 19
结 论 19
参考文献 21
致 谢 22
