某地表水厂由于水源被严重污染,需要更换新地下水源。由于应急需要水源地地下水井源较浅,导致地表水混入地下水中,使新水源水呈现地下水与地表水的复合污染的性质,浊度、色度、铁、锰、氨氮都远远超过国家标准,常规两级过滤工艺工艺难以使该水源水处理达标。针对该水源水的特点,本文研究了采用混凝加两级生物强化过滤除锰除氨氮工艺,使该水源水经过处理后达到国家标准。首先在现场实验中仅使用常规两级过滤工艺运行的效果不佳,除铁能短时间达标外,其他污染物质都难以达到国家标准。为确定工艺改造方案对新水源水的水质进行了分析。通过对其中污染物质的分析,结合现场实际情况,采用混凝加两级生物强化过滤除锰除氨氮的工艺处理流程。利用混凝强化工艺对浊度、色度、铁的去除,利用生物强化工艺提高滤池对锰和氨氮的去除效果。其次通过小试实验确定了混凝剂与助凝剂的初始投加量,混凝剂为聚合氯化铝,助凝剂为聚丙烯酰胺,混凝能去除90%以上的浊度、色度,对铁的去除约为70%,能去除约30%的高锰酸盐指数,但混凝对锰和氨氮几乎没有去除效果。在实际工程调试中逐步降低混凝剂与助凝剂的投加量,确定混凝剂投加量为投加聚合氯化铝3mg/L。在此投加量下滤池的出水浊度、色度、铁、高锰酸盐指数均能稳定达到国家标准。最后利用生物强化工艺提高滤池除锰除氨氮的能力,成功使工艺出水的锰和氨氮降低至国家标准以下,说明生物强化能有效提高滤池的除锰除氨氮能力,且能抵抗一定程度的冲击负荷。至此,出水所有指标均达到国家标准并稳定运行。进一步对此时的滤池滤料进行了扫描电镜、能谱仪和高通量测序分析,以了解滤料的表面结构、元素组成和群落结构。研究表明,一级除铁滤池表面存在着大量的铁细菌,在群落中占绝对优势;二级生物强化后滤池表面会呈疏松多孔的蜂窝状结构,并有大量微生物附着,其优势菌群为硝化细菌。通过对其元素和菌群的分析表明除锰是生物氧化和化学接触氧化共同作用的结果。