地下水是重要的饮用水水源,我国大部分的村镇地区都饮用地下水,而东北地区村镇地下水普遍存在铁、锰含量超标所导致的饮用水安全问题。针对这一问题本试验设计了一套适用的小型水处理设备,并于2009年11月至2010年12月期间,以长春市双阳区山河街道农户地下水为试验水源,针对不同的滤料、水质、反冲洗强度及滤速开展了对比试验,并对试验结果进行了分析与总结。试验采用生物氧化法去除铁锰,利用加药系统实现进水铁、锰浓度的调节,遴选经济滤料,并针对滤料抗冲击负荷能力、快速启动和滤层分层等进行了试验研究;同时,考虑到农村地区地下水常同时伴随着氨氮和硝酸盐氮污染,为此试验中还研究了氨氮和硝酸盐对铁锰滤层除铁除锰的影响。通过试验研究,得到的主要结论为:(1)锰砂滤料滤层的成熟期最短并且适应水力负荷冲击能力最强;石英砂和稀土瓷砂滤料滤层的成熟期和处理效果相似;陶粒和火山岩的对锰的去除一直不能稳定达标。出于经济的考虑,可选择石英砂作为东北村镇处理铁、锰的最佳滤料。(2)接种成熟石英砂中部滤料的快速启动反应器的除锰效果最好,上部次之,下部最差。(3)滤层优化设计的研究证明,锰砂滤料的除铁主要在滤层的前20cm范围内,除锰主要在滤层的前70cm范围内。除铁除锰滤柱处理锰浓度在1.5mg/L以下时,滤层高度都可以选择70cm。(4)加入硝酸盐后的成熟滤层除铁除锰正常;加入氨氮的成熟滤层半个月后出水锰浓度逐渐升高甚至出现大于进水浓度的情况;被氧化的氨氮仅有小部分转化为硝酸盐,大部分转化为亚硝酸盐;氨氮对成熟除铁除锰滤层无直接破坏作用,亚硝酸盐氮对成熟的铁、锰滤层有一定的破坏作用。因此,试验培养的除铁除锰滤层适用于去除含硝酸盐氮而不适用于去除含氨氮的地下水。