随着工农业的发展以及城市人口的密集度的增长,我国各大中型城市的需水量也越大,地表水将无法满足城市对水资源的需求,地下水以其独特的优势无疑会越来越受到人们的关注和重视。但随着采矿、冶铁、机械制造等工业的不断发展,水污染日益严重,水资源日益短缺;其次矿层中的金属会逐渐溶解在水中造成地下水中溶解性离子浓度超标,不适合人类生活以及生产的应用。铁、锰含量高可导致水中色度升高,给生活和生产带来诸多不便。多年来各国专家学者围绕地下水的除铁除锰展开了深入研究,地下水除铁除锰技术经历了自然氧化法、接触氧化法等阶段。目前生物治理法以其效果好、问题少,操作简单逐渐得到世界各国专家的青睐。本实验室利用选择性培养基,通过平板初筛和摇瓶复筛,成功地从12个样品中分离得到2株高效氧化铁锰地细菌,在含铁离子和锰离子分别为160mg/L和65mg/L的培养液中,对Fe²⁺去除率达100%,对Mn²⁺去除率达85%以上。进一步研究其生物学特性及生长曲线和氧化曲线,结果表明2株菌均为革兰氏阴性菌;铁的去除时间与菌体对数生长期相对应,而锰的去除稍迟。设置不同的pH梯度和温度梯度,结果表明pH6.8～7.2,25℃～28℃为菌体最佳生长条件。对菌株4-05及菌株11-02的铁氧化酶最适产酶条件及酶学特性进行了研究。菌株最适产酶培养基为（g/L）:柠檬酸铁胺10g,NaNO₃1.2g,MgSO₄·7H₂O0.5gK₂HPO₄·7H₂O0.5g,CaCl₂0.015g,ZnSO₄·7H₂O0.0005g.。最适产酶条件为:温度26-28℃,起始pH7.0,150mL三角瓶装50mL,150r/min振荡培养72h。铁氧化酶最适pH为7.5,最适温度为26～28℃。金属离子Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺对酶有激活和稳定作用;Cu²⁺、Hg²⁺、Al³⁺则抑制酶的活性;Fe²⁺、K⁺、Na⁺对酶活性影响不明显。除铁除锰生物滤层的厚度对滤池除铁除锰效果有至关重要的影响,而地下水水质是确定除铁除锰生物滤层厚度的重要因素。实验室滤柱试验的结果表明:不同铁、锰含量的地下水,其适宜的生物滤层厚度不同。我们得出结论并进一步指出:对于铁、锰含量较低的地下水,滤层的适宜厚度为85～100cm,而对于铁、锰含量较高的地下水,生物滤层相应地要增厚至100～130cm。建立了小型模拟滤柱,用实验室配置含铁含锰原水过柱,持续接种1周后,运行约70d,检测铁、锰去除率及反冲洗水中的细菌生物量,发现细菌在滤柱中的生长也呈现对数生长的特点,同时细菌繁殖的对数期刚好是锰去除率上升的时期。从而得出结论:除铁除锰效果与滤层中铁、锰氧化菌的数量成正比例关系。