地下水中硝酸盐污染和地下锰离子超标的问题随着经济的发展,人口的激增变得越发突出。研究人员通过大量试验和检测表明,当饮用水NO₃^--N浓度严重超标,有可能诱发高铁血红蛋白症,增加患阿尔茨海默氏症的风险,也可能导致多发性硬化症,自发的先天无脑畸形堕胎或先天性缺陷,增大了患癌症的可能性,对人类的健康产生严重的威胁。硝酸盐处理的常用方法主要有反渗透法、电渗析和离子交换法等,但是这些方法成本往往比较高昂。生物法以其二次污染小,成本低,效果好等优点逐渐代替其他处理方式。但是异养反硝化存在容易二次污染的问题,所以国内外的研究者在近年来逐渐将重心转移到自养反硝化的研究课题中。由于自养反硝化具有不需要投加额外有机碳的优势,研究人员在以氢气、硫离子、铁离子作为电子供体,使得硝酸盐逐步还原为氮气的去除地下水污染方法上有了很大的突破。但是利用锰离子作为电子供体去除硝酸盐的课题却少有人研究。因此,本文主要研究内容就是以锰离子作为电子供体完成生物脱氮的过程。试验主要内容如下:（1）筛选高效锰自养反硝化细菌,并结合扫描电镜观察细菌形态。（2）16SrRNA序列分析可以得出菌株H-128菌种与Acinetobacter sp.相似性达到99%,因此可以基本确定菌株H-128为Acinetobacter sp.（3）在锰自养反硝化培养基中分别以S^2-、Mn²⁺、Fe²⁺作为不同电子供体,在相同环境条件下测定菌株A14、H-128、H-117、WGX15的脱氮特性。试验结果表明4株锰自养反硝化细菌在Fe²⁺作为电子供体时,硝酸盐去除率为最高,以Mn²⁺作为电子供体时硝酸盐去除率都高于60%,而在培养基中加入S^2-的硝酸盐处理效果最差。（4）研究了不同温度、pH、锰离子浓度、碳源条件下菌株A14、H-128、H-117、WGX15的生物脱氮特性。结果表明在30℃、pH=6、锰离子在100mg/L、C/N比为5时,4株细菌脱氮效果最好。在30℃条件下,四株细菌脱氮效率达到75%以上,菌株A14的脱氮效率为89.26%;在pH=6的条件下,菌株A14脱氮效果最高,为87.91%;C/N为5时,菌株H-117脱氮效率最高,为85.15%。（5）复配试验确定了最优复配组合,并利用原水检测复配组合效果。采用三维荧光检测原水处理前和处理后的腐殖质等有机物变化情况。实验发现投加细菌后腐殖质相较于空白出现明显减少,并出现氨基酸峰图。表明腐殖质被降解为小分子氨基酸。（6）建立生物膜反应器,利用响应曲面法设计试验,考察了进水硝酸盐浓度、pH值、水利停留时间对反应器硝酸盐去除率的影响。结果表明,水力停留时间为越长对于硝酸盐处理效果越好,当水力停留时间为12h时,硝酸盐去除率大于75%。