矿山酸性废水（Acid mine drainage,AMD）具有低p H、高重金属浓度、高硫酸盐含量等特点,对周围的生态环境安全及人类身体健康造成了严重的威胁。目前,传统的去除技术对于铁锰含量较高的废水处理效果并不理想,缺乏高效、节能且环保的处理技术。本论文依托国家重点研发计划《重金属废水深度处理与安全利用技术集成示范及转化模式（No.2016YFC0403000）》,针对湖南省浏阳市七宝山矿区酸性废水的特征,开展含铁锰酸性矿山废水的微生物处理技术研究。通过多次富集和反复驯化本研究获得了一个具有铁锰氧化功能的微生物菌群,然后利用该功能菌群进行矿山酸性废水中铁锰离子的去除研究。论文综合分析了理化因子、高通量测序以及沉积物表征分析的结果,对去除机理进行了深入地挖掘和解析,并在此基础上优化了菌种培养条件和流动柱运行参数,为含铁锰酸性矿山废水的治理提供一定的理论依据和技术指导。通过本次研究,得到的主要结论如下:（1）湖南省浏阳市七宝山矿区及其附近流域底泥中的重金属含量均严重超标,属重度污染;矿区底泥和流域底泥中的微生物群落在结构和组成上均存在显著差异,其中矿区微生物群落主要受重金属离子的驱动,而流域微生物群落受理化因子的影响更大。研究还发现在矿区生境下叶状杆菌属（Phyllobacterium）、拟杆菌属（Bacteroides）和硫卵菌属（Sulfurovum）的微生物与重金属含量成显著正相关,是潜在的矿区修复功能微生物。（2）筛选并鉴定了6株锰氧化细菌,G2、G3、G4株属于芽孢杆菌属,G5、G6、P4分别属于贪铜菌属、青枯菌属以及鞘脂菌属。生物除锰实验表明:重金属矿区筛选获得的锰氧化细菌具有较强的除锰能力,可以作为潜在的锰污染修复菌种。（3）从矿区底泥中富集获得了一个具有高铁锰耐受和去除能力的铁锰氧化混合菌群。该混合菌群对铁、锰离子的最大耐受浓度分别为1100 mg/L和500mg/L。利用响应面法获得了该菌群去除铁锰的最佳培养条件为:p H=6.5;Tm=30°C;接种量=3.5%,优化后的混合菌群对铁的去除率可以达到100%,锰的去除率可以提升至99.8%。（4）小试实验表明:铁锰氧化菌群的加入会引起AMD中p H的上调,上升的p H有利于铁锰离子的去除以及菌群的生长。由16S r RNA扩增子测序分析可知:黄杆菌属（Flavobacterium）、短波单胞菌属（Brevundimonas）、寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）以及热单胞菌属（Thermomonas）是微生物群落的优势菌属,它们对于铁锰的去除发挥了重要的作用。沉积物表征结果表明:微生物代谢产生的沉积物具有较大的比表面积,且表面富含多种官能团,具有二次氧化和吸附溶液中铁锰离子的能力。（5）连续流动柱实验表明:陶粒是负载铁锰氧化细菌的最佳滤料,生物铁锰氧化滤柱运行的最佳条件为:p H 4-6,DO 5-6 mg/L,滤速2.0-2.5 L/h,反冲洗周期45天。滤柱运行36后趋于成熟,对铁锰的平均去除率分别可以达到99.8%和98.6%。宏基因组测序技术的结果表明:变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）始终是滤柱内优势菌群,微生物群落的主要功能集中在能量传递和物质循环,且双组分信号传导系统和ABC转运子是丰度最高的两个代谢通路。（6）污泥回用实验表明:冷冻干燥后的污泥可以继续作为生物吸附材料进行Mn2+的吸附去除。该生物材料在p H=7,投加量0.2 g/L,吸附平衡时间240 min时,对Mn2+的最大吸附容量可以达到16.67 mg·g-1。通过模型拟合可知:生物铁锰氧化物对Mn2+的吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich模型,说明吸附过程主要由化学反应控制,为多层吸附。综上所述,研究中所获得的铁锰氧化菌群具备修复矿山酸性废水的潜力。铁锰氧化菌群对AMD中铁锰离子的去除可能是生物氧化、化学氧化、生物吸附以及共沉淀等多方面综合作用的结果。