垃圾卫生填埋因其工艺简单、投资少、处理量大、运行费用低等优势是中国垃圾处理的主要手段。但是填埋过程中产生的渗滤液，由于存在氨氮浓度高、COD/N低、毒性高等问题，一直是国内外废水处理的难点之一。生物处理法由于运行成本低、经济高效等特点仍然是渗滤液处理的有效手段，但渗滤液生物脱氮过程中会产生高浓度的N2O。大量研究表明，污水处理厂废水脱氮过程是N2O产生的主要来源。N2O作为一种高效的温室气体，其温室效应作用是二氧化碳和甲烷的300倍左右。近年来，N2O的排放问题逐渐受到人们的重视，关注垃圾渗滤液生物脱氮过程中N2O排放问题具有重要的现实意义。本论文设计了一套AO4前置厌氧反硝化四级微氧曝气反应器，实现了垃圾渗滤液的高效脱氮除碳。并在此反应器基础上研究了在渗滤液生物脱氮过程中N2O的释放特性，主要研究结论如下:
　　(1)运用亚硝型同步硝化反硝化原理实现了垃圾渗滤液高效脱氮除碳。其中，对COD、氨氮和总氮平均去除率分别为75％、99％和85％。垃圾渗滤液中的疏水性有机物和亲水性有机物约占25％和75％。其中，75％左右的亲水性有机物在异养反硝化单元被去除。亲水性有机物中去除量为:低分子量的有机酸＞Building block＞低分子量中性物质＞腐殖质＞大分子量蛋白质和糖类。垃圾渗滤液经处理后出水COD浓度为800-1000mg/L，氨氮在25mg/L以下，总氮为100-250mg/L。在全程硝化反硝化运行期间，反应器对COD和氨氮的降解效果基本没有太大变化，但是由于全程硝化反硝化对COD的需求较大，而垃圾渗滤液COD/N过低导致反硝化不完全，反硝化单元硝态氮持续积累，从而导致总氮降解效率急剧下降。qPCR数据显示在典型短程硝化时期各单元都富集了大量亚硝还原酶（Nirs和Nirk）功能基因，这表明AO4微氧反应器各单元都取得了良好的脱氮效果。
　　(2)典型短程硝化阶段的数据表明，在反应器前端高浓度游离氨(FA)是控制短程硝化的关键因素，在反应器末端高浓度游离亚硝酸盐(FNA)的作用更加明显，因此FA和FNA协同作用是短程硝化实现的重要原因。通过qPCR数据分析，在典型短程硝化期间，污泥中氨氧化菌(AOB)的丰度远远超过亚硝酸盐氧化菌(NOB)，系统实现了较好的短程硝化效果。
　　(3)短程硝化阶段N2O的释放量与氨氮转化成正比关系。3＃好氧单元N2O的释放因子(3.6％)普遍高于2＃好氧单元(2.4％)，这可能是由于3＃好氧单元的氨氧化量更高，亚硝酸盐浓度高于2＃好氧单元以及溶解氧水平较3＃单元更低的原因。在全程硝化阶段，3＃好氧单元的N2O的释放因子也呈现出和亚硝酸盐相同的变化趋势。但是2＃好氧单元的N2O的释放因子却表现出与短程硝化阶段相反的结果。因此氨氧化量、高亚硝酸盐浓度和较低的溶解氧是N2O释放的重要原因。在反硝化单元COD/N过低导致反硝化不完全，进一步引起N2O作为反硝化的终产物释放。另外，典型短程硝化时期活性污泥qPCR数据显示，Nirk与N2O还原酶(nosZ)基因的比值与N2O释放因子存在明显的相关性，N2O的释放因子随着Nirk/nosZ的比值的增高而增高。
　　后续试验中可以利用批次试验的方法研究单因素条件下硝化过程中N2O的释放特性。同时监测N2O排放与功能基因的动态变化。