铁锰污染是水体环境常见的污染问题。水环境中铁锰含量超标,不但影响环境安全、影响工农业生产的正常用水、而且会对人体健康产生严重威胁。铁锰的高效去除一直是水环境、尤其是地下水利用中关注的主要问题之一。生物膜法是高效水污染治理的主要方法之一,在地下水除铁除锰中已有应用研究,然而由于生物膜中微生物的影响及生物膜对水体中铁锰的去除反应机制仍然不很清晰,在很大程度上制约了其进一步应用发展。为进一步提高生物膜除铁除锰的技术发展及其在水处理中的应用,本研究设计开发了浸没式铁锰生物滤池反应器,探究该反应器对水中铁锰离子的去除效果及影响,并通过微生物组成及性质分析揭示反应器除铁除锰的主要作用机理。主要研究内容如下:（1）设计并构建浸没式除铁除锰生物膜反应器,对生物膜的培养条件进行优化。培养得到的生物膜生长态势良好,对COD的去除率在90%以上,可以启动除铁锰的运行。（2）分别以纯铁、纯锰、以及铁锰共同去除为目的,研究了浸没式生物滤池对纯铁、纯锰以及铁锰共存的去除情况。研究表明:浸没式生物滤池对纯铁的去除率可高达99.3%,对铁表现出较好的适应性和耐受性。浸没式生物滤池对纯锰的去除效果相对较差,去除率仅为50%左右。此外,铁锰细菌具有较好的共生关系,浸没式生物滤池对铁锰的同步去除效果较好,对铁和锰的去除率分别可达到93.5%和83.9%。（3）结合生物物种组成鉴定等,分析生物滤池的微生物组成情况,探究生物滤池对铁锰的主要去除机理。采用AMF测序技术分析反应器中生物膜的物种组成,结果表明单纯除铁的反应器微生物的种类数量高于铁锰共存的反应器,表明铁锰共存反应器中微生物的专属性更强、适应耐受能力更高。生物膜中的微生物主要以丝状、连鞘杆状的铁锰细菌为主,其中伯克氏菌是组成含量最高的菌种。代谢通路丰度统计显示,与铁锰氧化有关的电子载体合成通路丰度在生物合成通路中最高,表明生物膜对铁锰离子有较强的氧化能力。从成熟生物膜上分离出的热带芽孢杆菌和氧化微杆菌对铁锰离子的72h去除率均在82%以上。本研究表明,浸没式生物滤池中的生物膜对铁锰离子能够实现较好的去除效果。面对离子浓度发生变化等环境问题时,生物膜可以通过改变优势种群来适应环境的改变,形成以铁锰氧化细菌为主体的新形态,从而净化污水。为高效除铁除锰提供了一种绿色、环保且有效的技术方法,对于水处理技术的发展及应用具有重要的指导意义。