我国西北农村因气候条件干燥,水资源匮乏,只能通过收集雨水进入水窖来解决人畜饮水问题,但是由于雨水收集条件的限制,饮用水安全得不到保障,使得窖水受到不同程度的污染而转化成了微污染水,对人们的身体健康造成危害。这就要求我们急需寻求一套能够适用于农村分散式供水的水处理技术,来解决农村饮水安全问题。生物慢滤水处理技术因结构简单、运行管理方便、易于小型化以及价格低廉而被广泛使用,同时它对浊度、氨氮、病毒和细菌等有很好的去除效果,故可将其应用于农村小型、分散式供水。本论文旨在研究生物慢滤水处理工艺中微生物的作用和特点,寻求不同的方式使处理效果更加安全可靠。首先是生物慢滤的挂膜启动,将常规的自然挂膜方式跟一种新型的接种挂膜方式进行对比,探讨其对污染物的去除效果;其次对挂膜期间微生物的生长情况进行了分析,了解了微生物在生物膜上的生长规律及去除氨氮的微生物学机理;然后通过对生物膜进行分析,研究了生物量的分布特征及影响因素,并探讨了生物膜的活性特征及对生物膜的生物相进行了分析;最后为提高生物慢滤对氨氮的去除,防止硝化细菌崩溃后氨氮等的降解效率下降,通过对生物膜上的硝化细菌进行分离、培养,研究其对氨氮的去除效果。在挂膜启动试验中,分别对1#滤柱和2#滤柱进行自然挂膜和接种挂膜,通过研究发现,2#滤柱比1#滤柱提前14天挂膜成功,2#滤柱对浊度、氨氮、CODMn的去除率均值分别为89.27%、48.89%和90.08%,1#滤柱相应的去除率均值分别为88.54%、42.17%和86.79%,即接种挂膜可以缩短挂膜周期,提高对浊度、氨氮、CODMn的去除率。在微生物的生长研究中,发现挂膜阶段微生物的生长及各菌群达到稳定期并发挥作用去除有机物的时间并不相同,异养菌比氨氧化菌快5天左右,氨氧化菌比亚硝酸盐氧化菌快10天左右,即异养菌生长最快,氨氧化菌次之,亚硝酸盐氧化菌最慢。在生物膜特征分析研究中,发现2#滤柱稳定期表层滤料处生物量为54nmol P/g,SOUR均值为0.14mgO2/(g·h)左右,稳定运行时间105天左右,1#滤柱稳定期表层滤料处生物量为46nmol P/g,SOUR均值为0.18mgO2/(g·h)左右,稳定运行120左右,即接种挂膜的生物量普遍高于自然挂膜,但稳定期接种挂膜的活性低于自然挂膜,且微生物易衰亡,滤柱稳定运行的时间缩短;而在滤料的沿程分布上,装置由上到下进水,生物量分布由上到下逐渐降低,滤料载体生物膜的活性由上到下先升高再降低最后又升高。在生物膜中硝化细菌的分离研究中,优化了分离方法,最后成功的将生物膜上的硝化细菌进行了分离,并将分离纯化后的硝化细菌接种到水体中,发现其对氨氮的去除仅3天就可以达到90%。