随着“十三五”和水污染防治攻坚战的收官,环境问题依然是“十四五”的关键。反硝化深床滤池,作为解决目前城镇污水处理厂常规工艺出水总氮超标的有效途径之一,兼具脱氮除磷和砂滤功能。本试验中反硝化深床滤池采用了一种新型气水分布系统,可直接承托滤料,降低了滤池的基建成本,气水分布均匀,降低了运行能耗。本文以高效沉淀池出水作为中试原水,重点考察自主研发的反硝化深床滤池处理市政污水效能,探究该滤池的影响因素的主次关系,优化驱氮程序,采用高通量测序技术考察反硝化深床滤池的物种多样性和微生物菌群结构。本次试验中反硝化深床滤池处理市政污水效果良好,能保证出水TN小于5.00mg/L,对总磷和悬浮物有可观的去除效果,可以替代传统砂滤池,出水水质稳定满足《北京市城镇污水处理厂水污染物排放标准（DB11 890-2012）》A标准。通过单因素试验对反硝化深床滤池的影响因素分析。硝态氮去除率随着滤速增加降低,本试验中6.25 m/h是临界点,滤速大于6.25 m/h,去除单位硝态氮消耗乙酸钠量会明显增加;硝态氮的去除率随着C/N的增加而升高,C/N较低时,会造成明显的亚硝态氮积累;温度对反硝化的影响显著,冬季低温时硝态氮去除率相比夏季高温条件时下降34.86%;反冲洗过程不利于滤池的反硝化过程,恢复期较长。通过正交试验验证了滤速、C/N和水温对反硝化深床滤池深度脱氮影响的结论,进水水温是影响滤池脱氮效果的最主要因素,C/N和滤速依次是次要因素。传统驱氮的触发条件和程序存在一定弊端,于是对其进行了优化改进,将硝态氮去除负荷作为参数纳入,压力损失和时间间隔作为保障条件。触发条件由固定时间,变为在反冲洗前中期时间和硝态氮累积量为触发条件,在中后期压力成为主要条件,更加适应滤池运行过程中的不同阶段。对驱氮程序进行了改进,触发驱氮后,直接开启反冲洗水泵和废水阀,水流将滤池内存积的氮气释放的同时,可以将冲洗的悬浮物和污泥通过废水阀和废水管道排出。新程序比原程序单次驱氮平均耗时下降65.69%,四个反冲洗周期内新程序产水率提高了3.77个百分点。物种多样性分析显示,相比生化池污泥,反硝化深床滤池污泥在物种多样性上差异大,物种丰富度更低,菌群功能专一。在门、纲、属水平上,反硝化深床滤池反冲洗前后悬浮污泥和滤料生物膜上面的微生物群落结构在物种组成上具有相似性,但每类物种所占的比例存在一定的差异,和生化池污泥相比在物种相对丰度上存在较大的差异。其中,与反硝化有关的菌属,反硝化深床滤池中占比最高49.5%,而生化池仅为8.9%。说明反硝化深床滤池微生物优势菌种更集中,较生化池污泥具有更高丰度的反硝化功能菌群,脱氮能力更强。反冲洗过程对反硝化深床滤池菌群相对丰度影响不大。反冲洗中气洗过程使一部分相对丰度较低的好氧反硝化菌增多,冲刷作用会导致滤池内生物量减少,这是导致反冲洗后短时间内脱氮效果变差的根本原因。