地下水是人类重要的淡水资源,但常常由于铁锰离子的存在严重影响其使用,生物除铁除锰技术的出现和广泛使用很好的解决了这一问题。近年来随着环境污染的加重,地下水中相继发现氨氮的存在,且浓度有增大趋势。为解决铁、锰及氨氮共存地下水的净化问题,进行了生物除铁除锰滤层除氨氮实验研究。实验在哈尔滨某地下水厂进行,以水厂含高浓度铁、锰及氨氮的深井地下水以及滤池滤后达标水作为实验原水主体,并根据实验需求对进水中铁、锰及氨氮浓度值进行调节。首先通过无烟煤与石英砂双层滤料滤柱进行了生物净化滤层的启动,各污染物去除滤层的成熟周期依次为:铁约10d,氨氮约30d,锰约50d。对成熟生物净化滤层分层取水,发现铁、锰及氨氮的去除空间分别为:铁的去除空间位于滤柱上部,氨氮位于滤柱中上部,锰位于滤柱中下部;氨氮在生物滤层中主要通过硝化方式去除,1mg/L氨氮硝化需要消耗4.57mg/L溶解氧,从而使得进水溶解氧成为生物滤层净化过程成败的关键因素。然后对于生物滤层的氨氮去除极限进行了研究,结果表明:实验水质条件下配加氯化铵溶液以增大氨氮浓度,进水高亚铁离子浓度时,氨氮的最大去除量为1.59mg/L;进水低亚铁离子浓度时,氨氮的最大去除量为2.39mg/L。最后为解决高浓度氨氮含铁锰地下水生物净化溶解氧供需矛盾,进行了生物滤层中端和底端曝气的初步探索实验研究,结果表明:反冲洗对中段曝气生物滤柱影响较大,上层陶粒层的微生物会被反洗水带走;底端曝气生物滤柱在反冲洗后短时间内,出水铁浓度很高,但很快便可恢复到稳定运行时的出水水质,稳定运行时,对铁和氨氮都一定的去除量;陶粒滤料不太适合除锰菌生长、附着。本研究的开展不仅进一步丰富了生物除铁除锰理论,并为铁、锰及氨氮共存地下水的净化技术提供了支撑与思路。