沈阳市黄家水源地位于沈阳市北部,开采量为4万t/d,为沈阳北部重要供水水源。其作用主要为缓和用水紧张的现状。2016年底对这几组井进行水质监测发现均存在不同程度的铁、锰、氨氮超标。由于取水方式采取的是傍河取水,所以导致抽上来的水质既受到了辽河中氨氮污染物的影响,又受到了地下水中铁锰离子的影响。超标的离子不光影响了管井的抽水能力而且增加了净水厂的处理负荷。因此对于水源地供水安全保障方面的关键技术的研究显得尤为重要。本文在原有地质资料的基础上,从傍河取水的工艺流程的角度加以考虑,对各个环节进行研究并优化。供水安全保障关键技术的研究主要包括五个部分:水源地水环境质量评价,水源地供水水质问题成因分析研究,供水管井安全技术研究,净水厂中除铁锰、氨氮技术的研究,从而保障人们的安全用水。主要完成以下几个方面的工作。(1)采用水质标识指数法对水源地附近的辽河水进行地表水水质评价,结果显示在丰水期时基本能达到Ⅲ类水的标准,但是在枯水期时有个别指标明显超标,比如COD、BOD5、氨氮,尤其是氨氮会对后期井水的水质造成污染。通过主成分分析法得出A4井组的综合排名最差,污染最为严重。该井的总铁含量为14.55mg/L,锰含量为1.70mg/L,氨氮含量为0.52mg/L,与水质标准进行比较发现均严重超标。对A4井组使用模糊数学法进行地下水水质量评价,评价结果为Ⅴ类水,地下水质量较差。(2)分析了地下水中铁锰、氨氮超标的原因:在还原条件下锰铁矿的还原机理以及三氮从河水到地下水的迁移规律。河水在入渗的过程中,DO值,Eh值,DOC,SOC随着距离不断降低,表明地下水环境经历了从氧化环境到弱氧化环境再到还原环境的过程。且地下水的水化学组分在2.5m～4.0m处,12.5m～17.0m处变化最为剧烈,Mn2+在12.5m处达到最大值,Fe2+在17m处达到最大值。随着距离的增加Eh值降低到-160mv时SO42-发生氧化还原反应。(3)不同土样分维数与最佳级配填料分维数的比值呈线性递减规律,其表达式为y=-0.2573x+2.2563。利用这个规律对供水管井进行重新分层填砾。(4)改性锰砂滤料小试试验最佳工艺参数为:流量为35mL/min,PH值为7.2,反冲洗周期与时长分别为18h与5min。在熟料运行条件下最佳DO值为10mg/L。铁的去除优先于锰、氨氮,在滤料10cm以内基本去除,30cm以下存在锰与氨氮溶解氧的竞争,最终锰的去除率为90%,氨氮的去除率仅为73%。(5)在预氧化的中试试验中,去除氨氮、铁锰的成熟期均不相同,Fe2+为18d,氨氮为25d,Mn2+为30d。挂膜初期滤料对氨氮的吸附氧化效果优于Mn2+。当铁锰氧化膜成熟时,进水Fe2+的浓度对Mn2+的去除存在较大的影响。挂膜后期进水Mn2+浓度对氨氮的去除有着较大的影响,氨氮与Mn2+存在相互竞争关系。通过灭活试验发现氨氮和Mn2+均受到微生物作用的影响,氨氮受微生物影响较Mn2+更严重。随着滤层深度的增加氨氮不断减少硝氮不断增加,两者的变化幅度呈现一定的相关性,在滤柱前30～40cm处变化幅度较大。当PH从8.5降至6.5过程中氨氮的去除率出现下降趋势,尤其在6.5的时候出水效果最差。(6)此改性锰砂滤料符合一级反应速率方程:反应速率常数为0.188。吸附性能符合Langmuir等温吸附曲线:此改性滤料最大吸附容量为0.35;吸附能量常数为1.59。