我国东北地区松花江流域属于高寒大陆性气候，冬天温度普遍达到-40～-20℃，地下水水温3～4℃左右，该流域存在大量的低温含铁锰地下水，且大部分地区以此为饮用水源，实践证明传统的化学除铁除锰工艺已无法完成铁锰的深度去除，尝试采用生物净化工艺。生物除铁除锰工艺虽然已经证明了其对含铁锰水净化的高效性，但是并没有在此低温水质下的研究和运行实践经验，考虑到低温条件下生物除锰性能不佳，高铁会导致滤层的频繁反冲而破坏微生物生长环境，致使生物除锰难度增大，其可行与否未知。因此，本试验对生物除铁除锰工艺在此低温条件下的性能进行研究，对工艺启动、滤层除锰能力、两级过滤系统的运行进行了探究。试验过程中探讨了一级过滤生物除铁除锰工艺的快速启动策略，并进行了滤速和极限去除锰浓度的探求，与此同时，研究了两级过滤生物除铁除锰工艺的除铁锰性能，优化了其运行工况。　　本试验在当地低温条件下，首先以水厂原水为试验进水，进行工艺的启动，1＃滤柱采用慢提速、弱反冲的启动方式，在第100d左右滤柱滤速达到6m/h，出水锰浓度符合国家饮用水标准，实现工艺启动，而滤速提升较快的3＃滤柱出水锰浓度始终没有小于0.1 mg/L，通过沿层除锰分析可知，慢提速的启动方式能够不断富集铁锰氧化细菌，随着滤速由1m/h升高到6m/h，k0值由0.02min-1升高到0.4min-1左右，滤柱除锰性能不断增强，而快提速的启动方式下，k0值基本保持在0.01min-1左右不变，表明滤柱不能很好的截留微生物，生物除锰性能不佳，这与滤速提升较快而导致的频繁反冲有关。说明该低温水质下，生物除铁除锰工艺可以实现含铁锰地下水的净化，并且慢提速的启动方式更利于富集铁锰氧化细菌。　　一级过滤工艺启动成功以后，为进一步明确该低温水质条下工艺的除锰性能，分别采用了提升滤速和提高进水锰浓度的方法对进水锰负荷进行了提高。结果表明，在该水质下，1500mm厚滤层在滤速达到16.5m/h出水锰开始大于0.1mg/L，提高滤速能够达到的最大进水锰负荷是0.81g/h;滤速为6m/h，进水锰浓度达到4.5mg/L时，生物滤层除锰性能将会大大降低，且在短时间内无法恢复，能够达到的最大进水锰负荷是1.32g/h，表明在该水质下，生物除铁除锰工艺可以在高滤速下实现铁锰同步去除，但是带来的频繁反冲会大大破坏除锰效果，同时在一定进水锰浓度范围内，滤层的除锰性能保持良好。　　为解决一级过滤工艺启动过程中出水锰超标和反冲对生物滤层造成破坏的问题，同步进行了两级过滤生物除铁除锰试验研究。结果表明，在该水质下，成功了启动两级过滤生物除铁除锰工艺，整个启动过程中出水锰没有超标现象，两级滤柱在滤速均达到12m/h条件下高效稳定运行，且二级除锰滤柱的除锰性能由于不受反冲和高铁浓度的影响，大大高于一级过滤工艺滤柱除锰性能。通过调整运行参数，对该条件下两级过滤工艺进行优化后的运行工况是，一级滤速13.5m/h，反冲周期24h，反冲时间5min，二级滤速12～13m/h，不进行反冲，可视具体情况而定。试验表明，两级过滤工艺有效避免了高浓度铁和频繁反冲对除锰滤层的不利影响，为铁锰氧化细菌提供了稳定的生存环境，为系统在高滤速下稳定运行提供了保障。　　通过对该低温水质下生物除铁除锰技术的研究，本试验实现了该条件下一级过滤工艺的快速启动，并明晰了一级过滤工艺的滤速和除锰极限，实现了两级过滤生物除铁除锰工艺的启动，优化了其运行，为生物除铁除锰工艺在净化低温高铁高锰地下水领域中的应用提供技术参考。