生物除锰的前提是在滤层中建立以锰氧化细菌为优势菌种的微生物生态系统，实验针对生物除锰滤层成熟时间较长这一问题，研究了生物除锰滤层快速启动中锰氧化细菌的选择和培养、滤柱的启动方法、影响因素和参数控制。（1）本实验选择三种不同的锰氧化菌接种来源，分别为：含锰地下水井的壁泥、深层土壤和好氧活性污泥，同时选择JFM、PYCM和改良PYCM三种不同的培养基，构成9种锰氧化菌的接种培养工况，以锰去除率为评价指标，选择最优的除锰滤层的接种来源。实验结果显示由活性污泥接种于改良PYCM培养基的工况除锰率最高，达93.7%，而活性污泥于接种JFM培养基的工况除锰率为37.5%，其他工况的除锰率仅为2%～9%。因此可以认为活性污泥是除锰滤层启动期除锰菌接种来源的较佳选择。通过对培养的除锰菌镜检观察和对两种菌的活性对照除锰实验，结果进一步证明了两种菌的除锰活性，且发现在贫营养的环境里活性污泥接种于JFM的细菌除锰能力更强于接种于改良PYCM细菌，最终选择其作为生物除锰滤层快速启动的接种细菌菌种。通过营养投加的锥形瓶对照实验，证明接种于JFM的活性污泥菌在有一定营养盐的环境中除锰效果高于无营养添加的细菌。（2）实验用配制的自来水模拟地下水，水质为[Mn²⁺]0.6～1.0mg/L，[Fe²⁺]0.2mg/L，pH值6.5～7.2，DO4～8mg/L，水温17～23℃，采用跌水弱曝气，培养初期弱反洗，反洗强度为7.6L/（s·m²），时间为3～4min。将取自活性污泥的菌种接种于JFM培养基中进行扩增，然后将扩增后的菌液采用循环浸泡的方法对滤层进行培养，过程为浸泡12h，然后循环12h，运行5天，培养初期滤速为2m/h，后期滤速增至8m/h。在滤层启动过程中对进水中营养条件做对照实验，探究进水中营养对快速启动的影响。在1#柱的进水水箱（100L）中投加十分之一的JFM营养对比进水不加营养的2#柱的成熟培养效果。结果显示经过长期的含锰水过滤，1#滤柱的成熟快于2#滤柱将近8天,且在整个培养期,1#的除锰率比2#高出22%左右。实验表明在滤柱的成熟培养阶段，在进水中加入适当的营养盐可以加快滤柱成熟，提高滤柱的除锰效果。实验中采用已成熟滤料对新的滤层进行接种，结果未能使新滤层实现快速启动，实验室选择培养锰氧化细菌固定接种滤料能够使滤层成熟。（3）滤层成熟后，扫描电镜（SEM）检测到滤料表面的锰氧化细菌，通过生物的催化氧化反应形成的锰氧化物形态与δ-Mn02相似，其氧化吸附锰离子之后产生一种胞外聚合结构形态，对Mn²⁺有很好的吸附作用。滤层的成熟机理被认为是由锰氧化细菌和锰氧化物构成的一层活性滤层对水中Mn²⁺的不断吸附和氧化的过程。（4）对除锰滤层启动过程的影响因素研究显示，滤层培养初期2m/h的低滤速适用于生物滤层快速启动,7.3～9.6L/（s·m²），4～5min的弱反冲洗强度有利于除锰生物滤层的成熟，并且生物除锰滤层的成熟过程中Fe²⁺是必要条件。滤层启动完成以后，通过检测成熟滤柱在温度和滤速变化条件下的出水锰含量，发现滤柱在20℃左右除锰效果较好，且成熟滤柱可以适应8m/h的高滤速过滤除锰，且不会造成较大的水头损失。进水中不再额外投加营养盐，发现出水锰浓度会在短时间内不达标，但很快出水锰浓度又下降到0.05mg/L以下。