厌氧生物处理技术产泥量低、能耗低、工艺简单,但厌氧生物处理技术对污染物处理效果有限,需要与好氧处理单元配套使用以达到脱氮除磷的目的;厌氧氨氧化是一种清洁的低能耗脱氮工艺,不需要曝气和有机碳源,但在运行过程中受有机物浓度影响较大。因此,可将厌氧生物滤池作为预处理,结合微曝气生物滤池和厌氧氨氧化反应器,形成组合工艺。本试验研究组合工艺中的厌氧部分,在厌氧生物滤池内填装富铁填料或锰砂和陶粒的复合填料体系,研究其对厌氧生物滤池处理效能的影响;将厌氧氨氧化反应器作为深度处理,以聚氨酯多孔材料作为主要微生物载体,研究其挂膜启动过程,并分析有机物浓度和锰离子对其处理效能的影响,最后对厌氧氨氧化反应器内的微生物群落多样性进行了分析研究。厌氧生物滤池采用富铁填料和陶粒体积比为1:6的复合填料体系挂膜效果较好,挂膜启动耗时45天,挂膜启动完成时的COD去除率在55%左右。在稳定运行期间,富铁填料和陶粒配比体积比为1:6的反应器对COD、NH₄⁺-N、TN、TP和SS的去除率分别为55.99%、2.26%、3.39%、24.17%和89.06%,与无富铁填料的对照组相比,COD和TP的去除率提高了3.78%和10.13%;富铁填料使厌氧生物滤池出水的可生化性和p H值也有所提高;从铁细菌测定结果来看,富铁填料使厌氧生物滤池内铁细菌的数量明显增多;水力负荷为0.1 m³/（m²·h）的厌氧生物滤池对COD、NH₄⁺-N、TN、TP、SS和BOD₅的去除率分别为49.46%、0.51%、1.18%、21.45%、85.42%和57.78%,其中对COD、TP、SS和BOD₅的去除率分别比水力负荷为0.3 m³/（m²·h）的厌氧生物滤池提高了18.21%、5.38%、9.43%和23.00%。厌氧生物滤池采用锰砂和陶粒体积比为1:6的复合填料体系挂膜效果较好,挂膜启动耗时35天,挂膜启动完成时的COD去除率在60%左右。在反应器稳定运行期间,对COD、NH₄⁺-N、TN、TP和SS的去除率分别为62.81%、1.65%、2.16%、10.85%和86.23%,与无锰砂的对照组相比,COD的去除率提高了8.73%,NH₄⁺-N、TN、TP和SS的去除率无明显差异;在锰砂的影响下,试验组的出水可生化性高于对照组。厌氧氨氧化反应器挂膜启动耗时120d,对NH₄⁺-N、NO₂^--N和TN的去除率分别可达到98.50%、99.12%和81.39%。厌氧氨氧化反应器历经外加有机物浓度为0、30.31、60.64和90.18 mg/L四个阶段,其中有机物浓度为60.64 mg/L时脱氮效果最佳,反应器对NH₄⁺-N、NO₂^--N和TN的去除率分别为97.69%、99.93%和95.13%,与不加有机物时相比,TN去除率和进出水pH差值分别提高了11.03%和0.22;COD浓度为90.18 mg/L时,厌氧氨氧化反应受到抑制。反应器在外加有机物浓度为76.32 mg/L,Mn²⁺投加浓度为3.0 mg/L时,对NH₄⁺-N、NO₂^--N和TN的去除率分别为95.57%、95.68%和88.00%,与Mn²⁺投加浓度为0 mg/L时相比分别提高了8.84%、6.61%和7.26%;并且Mn²⁺投加浓度为3.0 mg/L时反应器对NO₂^--N的去除量与NH₄⁺-N的去除量的比值为1.34,更接近理论值1.32。厌氧氨氧化反应器的高通量测序结果表明绿曲挠菌门、浮霉菌门、变形菌门和酸杆菌门为各样本在门水平下的优势菌群。在60 mg/L的有机物影响下,浮霉菌门和变形菌门的丰度分别上升了8.32%和5.77%,绿曲挠菌门和酸杆菌门的丰度分别降低了10.61%和4.84%;从反应器底部到聚氨酯多孔载体（距离反应器底部16cm）,浮霉菌门、绿曲挠菌门和酸杆菌门的丰度分别提高了2.37%、0.59%和2.84%,变形菌门和Actinobacteria（放线菌门）的丰度分别降低了4.64%和0.65%;各样本均检测出属于厌氧氨氧化菌的两个属,分别是Candidatus Brocaia属和Candidatus Jettenia属;在60 mg/L的较低浓度有机物的影响下,Candidatus Brocadia属的丰度提高了8.20%,Denitratisoma属、陶厄氏菌属、丛毛单胞菌属和Polyangium菌属等一些具有反硝化功能的菌属的丰度有所提高,且在反应器底部处的丰度高于聚氨酯载体底部处的丰度。