Sachverhalt:
A. Y._ und X._ sind die Eltern der am xxxx 2000 geborenen Z._. Die ersten Lebensjahre verbrachte das Kind mit seinen Eltern in der Schweiz.
Die Ehe der Parteien wurde am 16. November 2006 in Sofia geschieden, wobei das Sorgerecht im Scheidungsurteil gestützt auf eine entsprechende Konvention, welche der Vater allerdings "à contre coeur" unterzeichnet haben will, der Mutter übertragen wurde. Die Tochter lebte im Anschluss zusammen mit ihrer Mutter in Bulgarien, wo der Vater in der Zwischenzeit ein Verfahren auf Umteilung des Sorgerechts eingeleitet hat.
Der Vater blieb weiterhin in der Schweiz. Wie in den vergangenen Jahren hatten die Eltern auch für die Sommerferien 2010 vereinbart, dass Z._ diese bei ihrem Vater in Bern verbringen und Anfang August 2010 wieder nach Bulgarien zurückkehren würde. Indes behielt der Vater sie bei sich in Bern zurück. Seither lebt sie bei ihm bzw. bei seiner Mutter und Schwester (Grossmutter und Tante von Z._).
B. Am 9. November 2010 stellte die Mutter beim Obergericht des Kantons Bern einen Antrag auf Rückführung von Z._ nach Bulgarien.
Mit Entscheid vom 20. September 2011 ordnete das Obergericht die Rückführung von Z._ an und regelte die betreffenden Modalitäten.
C. Gegen diesen Entscheid hat X._ am 29. September 2011 Beschwerde in Zivilsachen erhoben, im Wesentlichen mit den Begehren um dessen Aufhebung und Abweisung des Rückführungsantrages, eventualiter um Rückweisung der Sache an die Vorinstanz, subeventualiter um Anordnung von Kindesschutzmassnahmen und Sicherstellung der Umsetzung im Herkunftsstaat. Auf entsprechendes Begehren wurde der Beschwerde am 29. September 2011 mit Bezug auf die Frist zur freiwilligen Rückführung superprovisorisch die aufschiebende Wirkung erteilt.
Am 6. Oktober 2011 reichte die Vertreterin des Kindes ihre Vernehmlassung ein, wobei sie ausdrücklich darauf verzichtete, Anträge zu stellen. Mit Schreiben vom 10. Oktober 2011 bekräftigte der Vater nochmals seinen Standpunkt, wonach das Kind nicht nach Bulgarien wolle, und er reichte diesbezüglich einen Bericht von S._ vom 6. Oktober 2011 ein. Mit Schreiben vom 10. Oktober 2011 verzichtete das Obergericht auf eine Stellungnahme. In ihrer Vernehmlassung vom 11. Oktober 2011 schloss die Mutter auf Abweisung des Gesuchs um aufschiebende Wirkung und der Beschwerde.
Der Anwalt des Vaters wurde direkt mit einem Exemplar der Vernehmlassungen der Kindesvertreterin und der Mutter bedient, so dass sein rechtliches Gehör gewahrt ist. In der Zwischenzeit hätte angesichts der Dringlichkeit der Sache mit einer allfälligen Replik des anwaltlich vertretenen Vaters gerechnet werden dürfen und die vorliegend zu treffende Entscheidung duldet keinen weiteren Verzug, namentlich auch mit Blick auf das soeben begonnene Schuljahr.
Erwägungen:
1. Vorweg sind von Amtes wegen die Fragen rund um das Eintreten, die Kognition des Bundesgericht und das Novenverbot zu behandeln.
1.1 Bei Rückführungsentscheiden nach dem Haager Übereinkommen über die zivilrechtlichen Aspekte internationaler Kindesentführungen (HKÜ, SR 0.211.230.02) geht es um die Regelung der Rechtshilfe zwischen den Vertragsstaaten (BGE 120 II 222 E. 2b S. 224), die in unmittelbarem Zusammenhang mit der Respektierung und Durchsetzung ausländischen Zivilrechts steht (Art. 72 Abs. 2 lit. b Ziff. 1 BGG; BGE 133 III 584). Das Obergericht hat als einzige kantonale Instanz entschieden (Art. 7 Abs. 1 des Bundesgesetzes über internationale Kindesentführung und die Haager Übereinkommen zum Schutz von Kindern und Erwachsenen, BG-KKE, SR 211.222.32), d.h. das Prinzip der double instance gilt in diesem Bereich nicht (Art. 75 Abs. 2 lit. a BGG). Die Beschwerdefrist von zehn Tagen ist eingehalten (Art. 100 Abs. 2 lit. c BGG). Die Beschwerde in Zivilsachen steht damit grundsätzlich offen.
1.2 Mit der Beschwerde in Zivilsachen kann nebst der Verletzung von Bundesrecht insbesondere die Verletzung von Staatsverträgen, vorliegend namentlich des HKÜ, geltend gemacht werden (Art. 95 lit. a und b BGG). Dem Bundesgericht steht diesbezüglich freie Kognition zu (Art. 106 Abs. 1 BGG).
Hingegen ist das Bundesgericht an den festgestellten Sachverhalt grundsätzlich gebunden (Art. 105 Abs. 1 BGG). Diesbezüglich kann einzig vorgebracht werden, er sei offensichtlich unrichtig festgestellt worden (Art. 97 Abs. 1 BGG), wobei "offensichtlich unrichtig" mit "willkürlich" gleichzusetzen ist (Botschaft, BBl 2001 IV 4338; BGE 133 II 249 E. 1.2.2 S. 252; 133 III 393 E. 7.1 S. 398), oder er beruhe auf einer anderen Rechtsverletzung im Sinn von Art. 95 BGG (z.B. Art. 29 Abs. 2 BV oder Art. 8 ZGB).
Hierfür sowie für alle (anderen) Verfassungsrügen gilt das strenge Rügeprinzip (Art. 106 Abs. 2 BGG; BGE 133 II 249 E. 1.4.2 S. 255). Das bedeutet, dass das Bundesgericht nur klar und detailliert erhobene und soweit möglich belegte Rügen prüft, während es auf ungenügend begründete Rügen und rein appellatorische Kritik am angefochtenen Entscheid nicht eintritt. Wird die Verletzung des Willkürverbots gerügt, reicht es sodann nicht aus, die Lage aus Sicht des Beschwerdeführers darzulegen und den davon abweichenden angefochtenen Entscheid als willkürlich zu bezeichnen; vielmehr ist im Einzelnen darzulegen, inwiefern das kantonale Gericht willkürlich entschieden haben soll und der angefochtene Entscheid deshalb an einem qualifizierten und offensichtlichen Mangel leidet (BGE 134 II 244 E. 2.2 S. 246).
1.3 Mit der Beschwerde in Zivilsachen dürfen keine neuen Tatsachen und Beweismittel vorgebracht werden, es sei denn, erst der Entscheid der Vorinstanz habe dazu Anlass gegeben (Art. 99 Abs. 1 BGG). In der Beschwerde ist darzutun, inwiefern die Voraussetzung für eine nachträgliche Einreichung von Beweismitteln erfüllt sein soll (BGE 133 III 393 E. 3 S. 395). Diesen Anforderungen wird die Beschwerde, soweit mit ihr und sodann am 10. Oktober 2011 neue Beweismittel vorgelegt wurden, nicht gerecht.
2. Der Vater erhebt in verschiedener Hinsicht Verfahrensrügen. Vorgängig zu deren Behandlung wird in E. 2.1 der Ablauf des oberinstanzlichen Verfahrens zusammengefasst.
2.1 Als der Vater das Kind nach den Sommerferien 2010 nicht zurück nach Bulgarien gebracht hatte und die Bemühungen der Zentralbehörde fruchtlos geblieben waren, stellte die Mutter am 9. November 2010 ein Rückführungsgesuch. Am Folgetag ordnete das Obergericht u.a. die Hinterlegung der Papiere an. Am 6. Dezember 2010 schloss der Vater auf Abweisung des Rückführungsgesuches. Am 10. Dezember 2010 ernannte das Obergericht eine Kindesvertreterin und erkundigte sich nach der Möglichkeit einer Mediation, welche von der Mutter am 20. Dezember 2010 abgelehnt wurde. Gleichentags reichte die Kindesvertreterin ihre Stellungnahme ein. Am 23. Dezember 2010 wurde den Parteien das rechtliche Gehör gewährt. Die Stellungnahmen der Parteien erfolgten am 31. Dezember 2010 bzw. 14. Januar 2011. Mit Verfügung vom 25. Januar 2011 wurde Frau T._, stv. Direktorin Kinder- und Jugendpsychiatrie der UPD Bern, mit der Anhörung des Kindes betraut. Die Anhörung fand am 15. Februar 2011 statt. Am 28. März 2011 ging der bei der Schweizerischen Stiftung des Internationalen Sozialdienstes (SSI) in Auftrag gegebene Sozialbericht betreffend die Situation der Mutter in Bulgarien ein, welchem auch ein Schulbericht der deutschen Schule in Sofia beilag. Gleichentags wurde den Parteien diesbezüglich sowie zu den weiteren Beweismassnahmen das rechtliche Gehör gewährt und sie wurden ausserdem aufgefordert, sich zu einer Mediation vernehmen zu lassen. Nachdem sich niemand einer Mediation widersetzt hatte, wurde am 5. Mai 2011 eine solche angeordnet. Am 30. August 2011 teilte die SSI mit, dass die Mediation gescheitert sei. In der Folge wurden die Parteien und die Kindesvertreterin zur Einreichung von Schlussvorträgen aufgefordert, die am 9. bzw. 12. September 2011 eingingen. Mit Verfügung vom 13. September 2011 wurde den Parteien zu den Schlussvorträgen gegenseitig das rechtliche Gehör gewährt und festgehalten, dass der Entscheid umgehend erfolge. Die Mutter liess sich nochmals am 15. September 2011 vernehmen. Der obergerichtliche Entscheid erging am 20. September 2011.
2.2 Dem Vorwurf des Vaters an das Obergericht, das Verfahren verschleppt zu haben, kann insofern nicht gefolgt werden, als der vorstehend geschilderte Verfahrensablauf zeigt, dass das Obergericht stets zügig entschieden hat, wenn Dokumente bei ihn eingetroffen sind oder Anordnungen zu treffen waren.
Im Zusammenhang mit der vom Vater erwähnten 6-Wochen-Frist gemäss Art. 11 Abs. 2 HKÜ wird allerdings deutlich, dass dem von ihm angerufenen Beschleunigungsgebot bei Kindesrückführungen eine besondere Bedeutung zukommt. Zwar zeigt sich in der Praxis, dass die 6-Wochen-Frist im erstinstanzlichen Verfahren oft schwer einzuhalten ist, namentlich vor dem Hintergrund der Gehörsgewährung, und gemäss Konventionswortlaut kommt ihr denn auch explizit nur Richtliniencharakter zu. Indes ergibt sich aus dieser sowie aus den weiteren auf ein rasches Handeln zielenden Normen (Art. 1 lit a HKÜ: sofortige Rückgabe; Art. 2 HKÜ: schnellstmögliche Verfahren; Art. 11 Abs. 1 HKÜ: gebotene Eile), dass die notwendigen Instruktionsmassnahmen mit Vorteil in einer umgehend erlassenen Instruktionsverfügung zu kondensieren sind (nach Möglichkeit bereits verbunden mit der Ansetzung einer Vermittlungsverhandlung oder einer Schlussverhandlung für den Fall des Scheiterns einer Mediation, soweit eine solche Verhandlung angebracht erscheint) und insbesondere eine gestützt auf Art. 8 Abs. 1 BG-KKE gegebenenfalls angeordnete Mediation nicht quasi ausserhalb der vom HKÜ vorgegebenen Richtlinienfrist stattfinden kann, ist sie doch Teil des erstinstanzlichen Rückführungsverfahrens. Auch bei Anordnung einer solchen ist mithin auf äusserste Speditivität zu achten und das Verfahren strikt in richterlicher Hand zu behalten. Eine allfällige Mediation ist deshalb in strukturierter Weise und, wie sich bereits aus der Botschaft zum BG-KKE ergibt (BBl 2007 S. 2625), geknüpft an richterlich vorgegebene Fristen anzuordnen (beispielsweise drei Sitzungen innerhalb einer Woche oder Sitzungen an zwei aufeinanderfolgenden Wochenenden und begründete Benachrichtigung des Rückführungsgerichtes bzw. begründetes Ersuchen um Fristverlängerung, falls noch kein Resultat erzielt worden, aber ein solches in absehbarer Zeit zu erwarten ist und die Mediation deshalb weitergeführt werden sollte). Ferner ist zu beachten, dass sich der Zweck einer Mediation darauf beschränkt, die freiwillige Rückführung des Kindes zu erreichen oder eine gütliche Regelung der Angelegenheit herbeizuführen (Art. 8 Abs. 1 BG-KKE), sie aber insbesondere nicht der Abklärung von irgendwelchen Sachverhaltselementen dient.
Was nun das vorliegende konkrete Verfahren anbelangt, geht es freilich nicht an, zuerst das Verfahren durch verschiedene Anträge in die Länge zu ziehen und dem Gericht alsdann eine Verschleppung vorzuwerfen, nachdem dieses schliesslich in der Sache entschieden hat. Vielmehr wäre das Beschleunigungsgebot eine Handhabe zur Einreichung eines Rechtsverzögerungsgesuches, um das Verfahren voranzutreiben und beschleunigt einen Entscheid herbeizuführen. Hingegen sind im vorliegenden Fall weder irgendwelche Interessen des Vaters an nachträglicher Feststellung einer allfälligen Verzögerung noch konkrete Nachteile zu seinen Lasten erkennbar, und es wird in der Beschwerde denn auch weder das eine noch das andere begründet. Auf die Frage ist deshalb nicht weiter einzugehen.
2.3 Aus dem in E. 2.1 geschilderten Verfahrensablauf ergibt sich sodann, dass im Zusammenhang mit den Schlussvorträgen vom 9. und 12. September 2011 das rechtliche Gehör des Vaters nicht verletzt wurde, soweit diesbezüglich überhaupt eine eigentliche Gehörsrüge erhoben sein soll. Der Vater macht diesbezüglich geltend, das Obergericht habe in seinem Entscheid vom 20. September 2011 zu Unrecht festgehalten, er habe sich zu den Schlussvorträgen der Gegenpartei nicht vernehmen lassen, seien ihm doch diese erst am 20. September 2011 eröffnet worden und habe er noch gleichentags eine Fax-Eingabe an das Obergericht gemacht.
Diesbezüglich ist zu bemerken, dass in der obergerichtlichen Verfügung vom 13. September 2011 festgehalten worden war, dass allfällige Bemerkungen zu den Schlussvorträgen umgehend einzureichen wären, weil kein weiterer Schriftenwechsel erfolge. Die Behauptung des Anwaltes des Beschwerdeführers, diese Verfügung sei ihm erst am 20. September 2011 eröffnet worden, wird nicht belegt. Im Übrigen ist erstellt, dass die Gegenseite die Verfügung am Folgetag erhalten hat, reichte sie doch bereits am 15. September 2011 ihre Antwort ein. Sodann haben sich die Anwälte gemäss Feststellungen in der obergerichtlichen Verfügung vom 13. September 2011 gegenseitig direkt mit ihren Schlussvorträgen bedient und erhielt der Anwalt des Vaters nach Darstellung in der Beschwerde am 16. September 2011 auch das Schreiben der Gegenseite vom 15. September 2011 direkt zugestellt, weshalb jedenfalls Anlass zur Erkundigung bestanden hätte, soweit die gerichtliche Verfügung dem Rechtsanwalt des Vater tatsächlich erst am 20. September 2011 zugegangen sein sollte.
Wenn bei dieser Ausgangslage das Obergericht in der namentlich mit Blick auf das beginnende neue Schuljahr dringlichen Rückführungssache sieben Tage nach der beschriebenen Verfügung bzw. acht Tage nach den je gegenseitig zugeschickten Schlussvorträgen entschieden hat, kann von einer Gehörsverletzung keine Rede sein. Im Übrigen erwähnt der Vater auch nicht, was für im Entscheid nicht berücksichtigte Vorbringen er in seiner Eingabe vom 20. September 2011 gemacht hätte, und aus der betreffenden Eingabe sind denn auch keine neuen oder irgendwie entscheidrelevanten Ausführungen ersichtlich.
2.4 Soweit dem Obergericht vorgeworfen wird, das Kind nicht selbst angehört zu haben, ist zunächst festzuhalten, dass Art. 9 Abs. 2 BG-KKE sowohl die Anhörung durch das Gericht als auch diejenige durch eine Fachperson erwähnt. Ausführungen zu einer möglichen Hierarchie zwischen eigener und delegierter Anhörung sind vorliegend insofern nicht zielgerichtet, als aufgrund der Parteivorbringen eine massive Einflussnahme auf den Kindeswillen im Raum stand und das Obergericht offensichtlich davon ausging, eine Fachperson könnte die Aussagen des Kindes besser darauf hin beurteilen.
Es trifft zu, dass der Anhörungsbericht von T._ sehr summarisch ausfiel und insbesondere keine Aussagen zur Beeinflussung des Kindeswillens enthält. Inwiefern vor diesem Hintergrund eine erneute Anhörung direkt durch das Obergericht opportun gewesen wäre, kann vorliegend aber offen bleiben: Den Parteien wurde zum Anhörungsbericht umgehend das rechtliche Gehör gewährt und sie hielten es offensichtlich nicht für nötig, einen ausführlicheren Bericht oder eine Anhörung direkt durch das Gericht zu verlangen. Jedenfalls zeigt der Vater entgegen den in E. 1.2 dargestellten Rügepflichten nicht auf, dass und an welcher Stelle er im Verlauf des weiteren Verfahrens eine solche verlangt hätte. Ebenso wenig zeigt er auf, dass und an welcher Stelle er sein Beschwerdevorbringen, der Anhörungsbericht sei viel zu kurz und könne den Anforderungen von Art. 9 Abs. 2 BG-KKE nicht genügen, bereits vor Obergericht erhoben hätte. Sämtliche Vorbringen im Zusammenhang mit der angeblichen Verletzung von Art. 9 Abs. 2 BG-KKE sind deshalb - abgesehen davon, dass sie auch inhaltlich nicht zutreffen - im jetzigen Verfahrensstadium verspätet, dies jedenfalls vor dem Hintergrund, dass der Sachverhalt in jeder Hinsicht klar ist (dazu E. 3: Situation in Bulgarien bezüglich familiärer und schulischer Belange; Äusserungen des Kindes, die dem Gericht namentlich von seiner Vertreterin wiederholt übermittelt worden sind, sich aber auch aus verschiedenen Berichten ergeben).
2.5 Gleiches gilt für die persönliche Anhörung der Eltern: Abgesehen davon, dass diese gemäss dem Wortlaut von Art. 9 Abs. 1 BG-KKE nicht zwingend ist sowie angesichts der weiten Distanz für die physische Anreise der Mutter, der wiederholten Darlegung der klaren Parteistandpunkte in zahlreichen Schriftsätzen und dem in jeder Hinsicht erstellten Sachverhalt gute Gründe für einen Verzicht auf die persönliche Einvernahme der Parteien bestanden (Beschleunigungsgebot), wird in der Beschwerde nicht aufgezeigt, dass und an welcher Stelle im Verlauf des Verfahrens an der persönlichen Einvernahme der Parteien festgehalten worden wäre (namentlich wurden im Schlussvortrag zwar diverse andere Anträge gestellt, aber nirgends ein solcher auf Einvernahme der Parteien), so dass das erst im Rechtsmittelstadium gemachte Vorbringen jedenfalls trölerisch ist und deshalb nicht gehört werden kann, umso mehr als vorliegend der Sachverhalt in jeder Hinsicht klar ist (dazu E. 3).
Entsprechend kann auch eine auf Art. 105 Abs. 2 BGG gestützte Anhörung der Parteien direkt durch das Bundesgericht, wie sie vom Beschwerdeführer verlangt wird, nicht in Frage kommen; das Bundesgericht nimmt grundsätzlich keine Beweise ab.
2.6 Was schliesslich die angebliche Gehörsverletzung im Zusammenhang mit der in der Gesuchsantwort beantragten Zeugeneinvernahme von Mutter und Schwester des Vaters, bei welchen Z._ wohnt, und die auf eine persönliche Diffamierung der Mutter zielende "Videodokumentation" anbelangt, wird in der Beschwerde entgegen der in E. 1.2 dargelegten Substanziierungspflicht nicht dargetan, dass und inwiefern der Vater im Verlauf des Verfahrens darauf zurückgekommen wäre bzw. an diesen Anträgen festgehalten hätte. Im Übrigen durfte das Obergericht angesichts der klaren Sachverhaltslage (dazu E. 3) in zulässiger antizipierter Beweiswürdigung davon ausgehen, dass die Abnahme der entsprechenden Beweismittel am Ausgang des Verfahrens nichts zu ändern vermöchte.
3. In materieller Hinsicht macht der Vater eine schwerwiegende Gefahr im Sinn von Art. 13 Abs. 1 lit. b HKÜ (dazu E. 3.2) und eine Missachtung des im Sinn von Art. 13 Abs. 2 HKÜ geäusserten Kindeswillens geltend (E. 3.3).
3.1 Der Vater stellt nicht in Frage, dass er das Kind im Sinn von Art. 3 lit. a HKÜ widerrechtlich in der Schweiz zurückhält, indem er es entgegen ausdrücklicher Vereinbarung nach den Sommerferien 2010 nicht der sorgeberechtigten Mutter zurückgegeben hat, und dass er diese damit in der Ausübung des ihr im Sinn von Art. 5 lit. a HKÜ zustehenden Aufenthaltsbestimmungsrechtes hindert. Bei dieser Ausgangslage ist, nachdem das Rückführungsbegehren innert der Frist von Art. 12 Abs. 1 HKÜ eingegangen war, gestützt auf diese Norm die sofortige Rückführung des Kindes anzuordnen und damit umgehend der Status quo ante wiederherzustellen, auf welchen das HKÜ zielt (vgl. Art. 1 lit. a) und mit welchem vermutungsweise dem in der Präambel des HKÜ genannten Kindeswohl am besten gedient ist (vgl. Explanatory Report zum HKÜ von ELISA PÉREZ-VERA, Rz 16 ff.). Von einer Rückführung kann - und muss gegebenenfalls - dann abgesehen werden, wenn ihr imperative Ausschlussgründe entgegenstehen, die ihrer Natur nach freilich eng auszulegen sind.
3.2 Diesbezüglich behauptet der Vater zunächst eine schwerwiegende Gefahr für das Kind im Sinn von Art. 13 Abs. 1 lit. b HKÜ.
Eine solche liegt nach der bundesgerichtlichen Rechtsprechung beispielsweise bei einer Rückführung in ein Kriegs- oder Seuchengebiet vor, aber auch, wenn ernsthaft zu befürchten ist, dass das Kind nach der Rückgabe misshandelt oder missbraucht wird und nicht zu erwarten ist, dass die zuständigen Behörden des Herkunftsstaates gegen die Gefährdung erfolgreich einschreiten (vgl. Urteil 5A_764/2009 E. 4.1 m.w.H.). Keine schwerwiegende Gefahr seelischer Schädigung begründen hingegen anfängliche Sprach- und Reintegrationsschwierigkeiten, wie sie sich bei Kindern ab einem gewissen Alter mehr oder weniger zwangsläufig ergeben (BGE 130 III 530 E. 3 S. 535). Sodann ist im Rückgabeverfahren von vornherein kein Platz für Überlegungen, bei welchem Elternteil oder in welchem Land das Kind besser aufgehoben oder welcher Elternteil zur Erziehung und Betreuung des Kindes besser geeignet wäre (BGE 131 III 334 E. 5.3 S. 341; 133 III 146 E. 2.4 S. 149); der Entscheid darüber ist nach dem System des HKÜ dem Staat des gewöhnlichen Aufenthalts des Kindes vor dem widerrechtlichen Verbringen oder Zurückhalten vorbehalten (vgl. Art. 16 und 19 HKÜ).
Gestützt auf die obergerichtlichen Sachverhaltsfeststellungen - gegen welche keine Willkür- oder anderweitige Verfassungsrügen erhoben werden und welche namentlich auf dem eingeholten Sozialbericht zur Lage in Bulgarien, dem Schulbericht aus Sofia sowie den Schilderungen der Kindesvertreterin basieren - ist keine schwerwiegende Gefahr auszumachen: Die Mutter lebt in geordneten Verhältnissen, pflegt einen liebevollen Umgang mit dem Kind und bietet ihm ein angemessenes Umfeld für seine körperliche, geistige und sittliche Entfaltung. Zudem wäre das zuständige Amt für Kindesschutz in Sofia im Fall einer Rückkehr bereit, für Mutter und Kind angemessene Unterstützungsmassnahmen in die Wege zu leiten. Das Obergericht hat weiter festgehalten, dass die Vorbringen des Vaters gegen die Mutter vom Bestreben geleitet sind, diese schlecht zu machen; gemäss dem Bericht der deutschen Schule in Sofia habe er bereits gegenüber der bulgarischen Schulleitung versucht, die Mutter mit Anschuldigungen zu belasten.
Auf die Tatsache, dass das Mutter-Kind-Verhältnis intakt ist, und zwar nach wie vor, lässt auch die Feststellung im angefochtenen Entscheid schliessen, wonach das Zusammentreffen von Mutter und Kind im Vorfeld der Mediation trotz der langen Trennung reibungslos verlief und als entspannt und herzlich beschrieben wurde. Nicht ins Bild passt einzig die frühere Aussage des Kindes bei der Anhörung durch T._, in Bulgarien von der Mutter geschlagen worden zu sein und deshalb lieber in der Schweiz bleiben zu wollen. Indes ist nicht klar, inwiefern es sich bei dieser - von der Mutter umgehend bestrittenen - Aussage um eine unbeeinflusste eigene Äusserung des Kindes handelte (vgl. dazu die in E. 3.3 aufgeführten Vorbehalte), zumal keine näheren Ausführungen zu Art und Umständen dieser "Erziehungsmethoden" gemacht wurden und insbesondere das Kind nie eine solche Bemerkung gegenüber der Kindesvertreterin gemacht hat, zu welcher zahlreiche Kontakte bestanden. Vor dem Hintergrund einer entspannten und herzlichen Begegnung zwischen Mutter und Kind trotz langer Trennung sowie den ein einheitlich gutes Bild zeichnenden Schilderungen der involvierten Institutionen ist in jedem Fall keine eigentliche Gefährdung im Sinn von Art. 13 Abs. 1 lit. b HKÜ bei einer Rückkehr nach Bulgarien nachgewiesen.
Zu bemerken ist sodann, dass die deutsche Schule in Sofia zu einer Wiederaufnahme von Z._ bereit wäre und deshalb - insbesondere auch vor dem sprachlichen Hintergrund - mit keinen erheblichen Nachteilen zu rechnen ist, sondern mit einer Rückkehr in das angestammte familiäre und schulische Umfeld vielmehr der Status quo ante tatsächlich wieder hergestellt wird.
3.3 Schliesslich beruft sich der Vater auf den Willen des Kindes, in der Schweiz zu bleiben, und er macht in diesem Zusammenhang eine Verletzung von Art. 13 Abs. 2 HKÜ geltend, wonach die Rückgabe abgelehnt werden kann, wenn festgestellt wird, dass sich das Kind der Rückführung widersetzt und es ein Alter und eine Reife erreicht hat, die es als angebracht erscheinen lässt, seine Meinung zu berücksichtigen.
Das HKÜ legt keine bestimmte Alterslimite fest, ab wann ein Widersetzen des Kindes berücksichtigt werden kann. In der Lehre werden Mindestalter zwischen 10 und 14 Jahren postuliert (für Nachweise vgl. BGE 131 III 334 E. 5.2 S. 340; 133 III 146 E. 2.3 S. 148 f.). Nach der bundesgerichtlichen Rechtsprechung ist die erforderliche Reife im Sinn von Art. 13 Abs. 2 HKÜ erreicht, wenn das Kind zu autonomer Willensbildung fähig ist, d.h. wenn es seine eigene Situation zu erkennen und trotz der äusseren Einflüsse eine eigene Meinung zu bilden vermag (BGE 131 III 334 E. 5.1 S. 340) und wenn es den Sinn und die Problematik des anstehenden Rückführungsentscheides im Umrissen verstehen kann, was nach der sich auf die einschlägige kinderpsychologische Literatur stützenden bundesgerichtlichen Rechtsprechung ab ungefähr elf bis zwölf Jahren der Fall ist (BGE 133 III 146 E. 2.4 S. 149 f.).
Vorliegend hat Z._ das massgebliche Schwellenalter inzwischen erreicht, so dass der vom Kind geäusserte Wunsch in die Erwägungen einzufliessen hat. Nach den obergerichtlichen Sachverhaltsfeststellungen hat das Kind wiederholt geäussert, dass es ihm in der Schweiz gut bzw. besser als in Bulgarien gefällt und es hier bleiben möchte. Das Obergericht äussert zwar starke Bedenken, dass Z._ die beiden an das Gericht gerichteten Briefe selbständig und unbefangen verfasst hat, und die Kindesvertreterin hält im Zusammenhang mit einem nunmehr auch an das Bundesgericht gesandten Schreiben fest, dass diese "Brief-Strategie" offenbar eine Sache zwischen dem Kind und ihrem Vater bzw. dessen Anwalt sei, da es ihr gegenüber diese Briefe nie thematisiert habe. Unabhängig davon brachte Z._ die Bevorzugung der Schweiz aber sowohl bei ihrer Anhörung durch T._ als auch gegenüber der Mediatorin und mehrmals gegenüber der Kindesvertreterin zum Ausdruck, was diese in ihrer Vernehmlassung an das Bundesgericht erneut bestätigt.
Gleichzeitig weist das Obergericht aber auch darauf hin, dass das Kind nirgends eine klare Weigerung zur Rückkehr, sondern einfach die Bevorzugung ihrer aktuellen Lebenslage zum Ausdruck gebracht hat. Das Obergericht geht davon aus, dass die Favorisierung der Schweiz massgeblich auch daher rührt, dass Z._ seit einem Jahr unter dem Einfluss der väterlichen Familie steht und nur wenig Kontakt zur Mutter hatte, es mithin eine Schicksalsgemeinschaft mit dem Entführer bildet und unter starkem Druck steht. So sieht es beispielsweise die Grossmutter, bei welcher Z._ wohnt, nicht gern, wenn sie mit ihrer Mutter telefoniert. Zur Unterstützung des Kindes bzw. zur möglichst freien Entfaltung des Kindeswillens hat das Obergericht am 25. Januar 2011 eine kinderpsychologische Begleitung angeordnet. Gemäss den Ausführungen im angefochtenen Entscheid wurden jedoch diese Begleitmassnahmen vom Vater nicht unterstützt; nach nur zwei Sitzungen beim beauftragten Kinderpsychologen habe er sich nicht mehr gemeldet, so dass weitere Termine nicht mehr hätten stattfinden können. Bemerkenswert sei ferner, dass Z._ in Gegenwart der Mutter und der Kindesvertreterin geäussert habe, sie möchte zurück [nach Sofia], aber noch ein Jahr hier [in Bern] bleiben. Dieser Kompromissvorschlag kontrastiere mit dem ansonsten geäusserten Wunsch des Kindes für einen Verbleib in der Schweiz, was den auch vom SSI und der Kindesvertreterin bestätigten Loyalitätskonflikt gegenüber den Eltern deutlich aufzeige.
Angesichts dieser Ausgangslage ist keine Konventionsverletzung ersichtlich, wenn das Obergericht ein klares Widersetzen verneint hat. Aus dem festgestellten Sachverhalt ergibt sich, dass Z._ in einem Loyalitätskonflikt steht und es beiden Elternteilen recht machen möchte, indem sie Kompromissvorschläge bezüglich ihres Aufenthaltswunsches machte, soweit beide Teile zugegen waren. Dass im Übrigen ein elfjähriges Kind die aktuelle Lage bevorzugt, soweit diese einigermassen befriedigend ist, liegt in der Natur der Sache, ist aber nicht mit dem in Art. 13 Abs. 2 HKÜ angesprochenen Ausschlussgrund gleichzusetzen. Dieser setzt nämlich voraus, dass sich ein Kind einer Rückkehr im eigentlichen Sinn widersetzt, und das Bundesgericht hat festgehalten, dass dies aus nachvollziehbaren Gründen geschehen muss, welche einen positiven Rückschluss auf eine autonome Willensbildungsfähigkeit zulassen (vgl. BGE 134 III 88 E. 4 S. 91). Für ein solches Widersetzen bestehen vorliegend keine wirklichen Anhaltspunkte, sondern zum Ausdruck kam vielmehr der konstant geäusserte Wunsch (jedenfalls soweit die Mutter nicht anwesend war), dauerhaft in der Schweiz zu verbleiben. Was diesen Wunsch anbelangt, ist aber darauf hinzuweisen, dass das Kind weder im materiellen Sorgerechtsverfahren noch im Rückführungsverfahren ein freies Wahlrecht hat, wo und bei wem es leben möchte (BGE 134 III 88 E. 4 S. 91). In diesem Sinn gehen die Ausführungen des Vaters, der aus den Äusserungen von Z._ sinngemäss ein "hartes" Bleiberecht in der Schweiz ableitet, an der Sache vorbei.
Eine Würdigung aller Elemente führt im vorliegenden Fall zum Ergebnis, dass die Versagung des Ausschlussgrundes die Konvention nicht verletzt.
4. Die Kindesvertreterin spricht sich für Kindesschutzmassnahmen aus: Bezüglich des Aufenthaltes in Bern seien solche notwendig, weil die Schule eine Gefährdungsmeldung erwäge, mit Bezug auf eine Rückführung ergäben sie sich aus dem Umstand, dass das Zusammenleben von Mutter und Tochter nach einjähriger Trennung wohl nicht ganz einfach sein werde; ferner brauche Z._, sei es in Bern oder in Sofia, psychologische Unterstützung, um ihren Loyalitätskonflikt zu mildern und die vergangene Zeit zu verarbeiten.
In diesem Zusammenhang wird indes nicht klar, welche in einem Rückführungsverfahren zulässigen und in Bulgarien direkt umsetzbaren Massnahmen angeordnet werden sollen, und insbesondere wird nicht dargetan, gegen welche konkreten Normen bzw. verfassungsmässigen Rechte das Obergericht verstossen haben soll, wenn es zum Schluss gekommen ist, angesichts der offensichtlich fehlenden Gefährdung des Kindes in Bulgarien (aus den Akten ergibt sich: intaktes Mutter-Kind-Verhältnis; relativ grosse Wohnung; Wiederaufnahmemöglichkeit in der deutschen Schule; stabile Verhältnisse) seien keine wie auch immer gearteten Begleitmassnahmen nötig, zumal das zuständige Amt für Kindesschutz in Sofia bereit sei, angemessene Unterstützungsmassnahmen in die Wege zu leiten.
5. Zusammenfassend ergibt sich, dass die Beschwerde in Zivilsachen abzuweisen ist, soweit darauf eingetreten werden kann. Weil mit superprovisorischer Anordnung in Bezug auf die Frist zur freiwilligen Rückführung die aufschiebende Wirkung gewährt wurde, ist diesbezüglich eine neue Frist zu bestimmen. Diese ist angesichts der konkreten Umstände (leicht zu organisierende Rückreise; vorhandenes und angestammtes Umfeld in Bulgarien; kürzlich begonnenes Schuljahr) eher kurz zu bemessen. Mit dem Entscheid in der Sache wird derjenige über den Antrag auf (generelle) Gewährung der aufschiebenden Wirkung gegenstandslos.
6. Aufgrund von Art. 26 Abs. 2 HKÜ wird auf die Erhebung von Gerichtskosten, worunter auch die Kosten der Kindesvertretung fallen, verzichtet. Zufolge des Vorbehaltes von Bulgarien gemäss Art. 26 Abs. 3 i.V.m. Art. 42 HKÜ in Bezug auf die Parteikosten, in welcher Hinsicht die Schweiz gestützt auf Art. 21 Abs. 1 lit. b des Wiener Übereinkommens über das Recht der Verträge (SR 0.111) Gegenrecht hält, sowie zusätzlich gestützt auf Art. 26 Abs. 4 HKÜ sind dem Beschwerdeführer entsprechend dem Verfahrensausgang die Kosten der Gegenseite aufzuerlegen, womit das Gesuch der Mutter um unentgeltliche Rechtspflege gegenstandslos wird, freilich unter Vorbehalt der Nichteinbringlichkeit. In diesem Fall würden die entsprechenden Parteikosten angesichts der ungenügenden finanziellen Leistungskraft der Mutter mit Bezug auf schweizerische Anwaltshonorare aus der Bundesgerichtskasse bezahlt.
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde in Zivilsachen wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
Die Frist zur freiwilligen Rückführung des Kindes wird neu angesetzt auf Montag, 21. November 2011.
2. Es werden keine Gerichtskosten erhoben.
3. Die Kindesvertreterin, Dr. Regula Gerber Jenni, wird aus der Bundesgerichtskasse mit Fr. 3'000.-- entschädigt.
4. Der Beschwerdeführer hat die Beschwerdegegnerin für das bundesgerichtliche Verfahren mit Fr. 3'000.-- zu entschädigen.
Im Falle der Nichteinbringlichkeit wird die Entschädigung aus der Bundesgerichtskasse direkt an Rechtsanwältin Andrea Lanz Müller bezahlt.
Im Übrigen ist das Gesuch der Beschwerdegegnerin um unentgeltliche Rechtspflege gegenstandslos.
5. Dieses Urteil wird den Parteien, der Kindesvertreterin, dem Obergericht des Kantons Bern, 2. Zivilkammer, dem kantonalen Jugendamt als Vollzugsbehörde, dem Migrationsdienst des Kantons Bern und der Zentralbehörde für Kindesentführungen mitgeteilt.
Lausanne, 31. Oktober 2011
Im Namen der II. zivilrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Die Präsidentin: Hohl
Der Gerichtsschreiber: Möckli