该项目所属科学技术领域为城镇和乡村供水工程领域。我国大部分地下水和湖库地表水水源中氨氮、铁、锰污染成为威胁饮用水安全的突出问题。对饮用水水源中氨氮、铁、锰的经济高效去除，是当前我国重大水专项研究的重要课题。课题组结合主持完成的国家基金面上项目、陕西省自然基金重点项目和中建股份科技研发项目等课题的研究攻关，形成了从基础理论创新、关键技术研发与材料装备研制到工程应用的系统性创新成果。成果应用效果和社会效益显著，保障了城镇和乡村的供水安全和社会稳定。

（1）基础理论：①在国内外首次发现了铁锰复合氧化物去除水中氨氮的化学催化氧化作用，探明了铁锰复合氧化物的形态和结构特征，揭示了铁锰复合氧化物催化氧化同步去除水中氨氮、铁、锰的机理；②确定了水中氨氮铁锰同步催化氧化去除的影响因子以及优化工艺条件，为水中氨氮铁锰同步催化氧化去除新工艺提供了理论支撑；③揭示了地表水条件下铁锰复合氧化物失活规律及添加磷酸盐维持铁锰复合氧化物活性的技术原理，解决了地表水持续高效同步去除氨氮、铁、锰的问题；④建立了铁锰复合氧化物的脱膜缩粒模型和脱膜机理，解决了铁锰复合氧化物过滤系统的阻力增长问题。发表论文40余篇，其中包括在Environmental Science and Technology，Water Research, Chemical Engineering Journal和Journal of Hazard Materials等专业顶级期刊发表SCI论文12篇。

（2）关键技术研发与材料装备研制：建立了铁锰复合氧化物快速（6-10分钟）、高效（去除率90%以上）去除水中氨氮的新工艺、新技术，在低温（6.6℃）下仍具有良好稳定的运行效果，水处理成本削减90%以上，基本实现了零成本运行。研发的核心专利技术包括：①催化氧化去除水中氨氮、铁、锰活性滤料制备方法；②复合微污染水源水中氨氮、铁、锰同步去除方法；③地表水氨氮高效去除工艺系统；④逆向流充氧多级催化氧化同步去除水中高浓度氨氮、铁、锰方法；⑤滤料表面铁锰复合氧化膜的原位剥离方法。基于授权的发明专利技术，建立了铁锰复合氧化物高效去除水中氨氮的新工艺，研制了逆向流充氧多级催化氧化水处理装置，并制备了铁锰复合氧化物负载的活性滤料。

（3）技术成果的推广应用：研发的关键技术与装备应用到多个水厂的水质提升与污染应急控制工程及农村饮用水净化工程，取得了显著效果和社会经济效益。①西安市自来水有限公司第四水厂改扩建工程：水厂改扩建工程水处理工艺采用项目组开发的发明专利《一种复合微污染水源水中Fe、Mn 和氨氮协同去除系统》，有效去除了复合微污染水源中的Fe、Mn 和氨氮，保障了西安市北郊居民饮用水的水质安全。②兰州市红古区花庄自来水厂水质提升工程：2016 年9 月将原有滤池中的石英砂滤料更换为项目组研发的铁锰复合氧化物挂膜滤料，两年来持续运行结果表明：出水氨氮稳定低于0.20 mg/L，实现了对氨氮的稳定高效去除。③商洛市张塬村水质保障工程：采用项目组研制的高效水质净化设备实现了氨氮和锰的高效去除，出水氨氮和锰浓度达到国家生活饮用水卫生标准，解决了长期困扰村民的水质超标问题，有效保障了村民身心健康。