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随着水体氮素污染日趋严重，氮素污染控制已经成为了当今水污染防治领域的一个热点问题。由于传统生物脱氮工艺存在诸多的弊端，因而开展新型生物脱氮理论和脱氮技术的研究已成为必然。其中基于好氧反硝化菌的曝气生物滤池组合工艺和SBR同步脱氮工艺由于其有较强的处理效果和较少的占地面积等优点而受到广泛关注。本文主要就好氧反硝化菌在生物膜反应器、硝化-好氧反硝化曝气生物滤池串联组合工艺、好氧反硝化颗粒污泥和同步序批式生物反应器（SBR）中的脱氮效果进行了研究。 考察了利用生物强化技术，将好氧反硝化细菌固定于曝气生物滤池陶粒载体上，其对硝氮废水的处理效能。在曝气生物滤池中，利用实验室扩大培养的4株好氧反硝化菌，在常温下考察了好氧反硝化菌的脱氮处理效果，并运用DGGE技术对反应器中微生物菌群结构的稳定性进行了分析，考察了反应器运行参数对脱氮效果的影响，探讨硝化反硝化曝气生物滤池串连组合工艺对氮素和有机物的去除能力。结果表明，反应器对硝氮、TN和COD的平均去除率分别可以达到93.1％、87.35%和97.5%。最佳运行参数为：水力负荷为1.15～1.5m/h，气水比为5：1～6.5：1，COD/TN为4.5：1～5：1，温度为25～30℃，最佳床层高度1.4米。变性梯度凝胶电泳（DGGE）结果表明，F1、F3、F5、F7所代表的假单胞菌属在整个运行阶段始终是优势菌属，形成了稳定的好氧反硝化优势菌群。通过分段式进水硝化－好氧反硝化组合工艺的脱氮效果研究发现，NH4+-N、TN和COD的去除率分别为75%、44%和85%。 利用取自城市生活污水厂曝气池的活性污泥，分别驯化出高效硝化污泥和好氧反硝化颗粒污泥。对比考察了在北方寒冷气候条件下培养初期有无晶核的不同情况下，好氧反硝化颗粒污泥的启动时间和启动效果，寻求好氧反硝化反应器快速启动的可能性。结果表明，投加好氧反硝化生物膜碎片为晶核的3＃SBR反应器在20℃经过30天稳定运行，颗粒平均粒径达7.8mm，启动速度要好于无晶核投加的反应器。 通过将单独培养的硝化污泥和基于好氧反硝化菌的好氧颗粒污泥混合，研究了好氧反硝化同步脱氮效果。反应器稳定运行后，整个脱氮过程中DO保持在1.0～4.0mg/L之间，COD去除率在90%以上，TN平均去除率为85.25%。从DGGE图谱中可以看出投加的好氧反硝化细菌在SBR反应器运行过程中始终稳定存在，结合反应器运行情况，可以判定在稳定运行期间好氧反硝化菌成为反应器的优势菌群。这进一步证实了基于好氧反硝化菌的高效同步硝化好氧反硝化是能够实现的。 对影响SBR反应器中SND脱氮效能的重要生态因子进行了研究。当C/N为1.5：1时，氨氮、TN及COD达到最佳的去除率，分别为99.86%、93.53%和99.7%，试验结果对低浓度城市生活污水的同步脱氮具有很好的借鉴意义。相同量的有机物分两次投加时，TN的去除效果较一次性投加的好。曝气量在0.2L/min时有最佳的TN和COD去除效果，系统最适温度为25～30℃，pH为7～9。