西北部分地区植被覆盖率较低,春季融雪期和夏季暴雨期河流水源易出现浊度骤升现象;冬季时受气温影响,许多水源特别是湖库水会呈现低温低浊特点;此外,一些地下水源还存在锰超标问题。这些水质问题使饮用水处理难度增大,尤其是对于技术和管理水平相对较低的农村供水,采用常规处理工艺无法有效保障供水安全。本文以西北地区三种难处理水源水(高浊度水、低温低浊水、高锰地下水)为研究对象,针对性的分别提出结团造粒流化床工艺、循环造粒流化床工艺及活性滤料催化氧化除锰技术,并以提高工艺在西北农村地区适用性为目的,进行技术条件优化。主要研究内容及结论如下:(1)以取自青海省湟中县西纳川水源地的干泥配制浊度为3000-9000 NTU的浑水模拟高浊度径流水,对结团造粒流化床工艺运行参数进行优化研究。通过烧杯实验选定聚合氯化铝(PAC)为混凝剂,阴离子聚丙烯酰胺(APAM)为助凝剂;通过中试试验确定系统最优运行参数为:PAC投加量30 mg/L、APAM投加量1mg/L、管式絮凝器长度30 m、强制搅拌强度12 r/min,上升流速50 cm/min;系统停运后可在不超过30 cm/min的上升流速下快速启动。(2)分别以污泥和微砂作为絮凝载体,对循环造粒流化床工艺处理低温低浊水影响因素进行研究,确定各影响因素的主次顺序并进行参数优化。PAC投加量和APAM投加量分别是污泥载体系统、微砂载体系统最主要影响因素,强制搅拌强度对系统处理效果的影响不大;污泥和微砂载体系统最高上升流速分别可达90cm/min和120 cm/min;检测结果表明,系统连续运行出水中未检出丙烯酰胺单体。(3)考察了进水溶解氧(DO)对催化氧化活性滤料制备的影响,并选取西北某地下水锰超标村镇进行催化氧化活性滤料技术应用研究。通过跌水曝气提高进水溶解氧可将滤柱启动时间由36天降低至14天,并提高活性滤料除锰能力;淹没无氧环境下制备的活性滤料更适用于地下水自然无氧环境,6 m/h滤速条件下可去除4 mg/L锰;不同进水溶解氧条件制备滤料形貌差异不明显,其性能差异可能是由于表面锰氧化物结构及组成成分不同导致;小型活性滤料催化氧化净水设备在西北农村地区某地下水锰超标村镇具有很好的适用性,进水锰浓度为4.5 mg/L时,最高滤速可达4 m/h;设备间隔一定时间(30天)再次启动,滤料除锰活性没有发生变化。