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近年来,由于矿石燃料的大量燃烧和工业废水、生活污水的过度排放,水体中的总氮（TN）浓度不断增加,导致水体的氮污染程度日益加剧。地表水中TN以硝态氮（NO3--N）为主,高浓度的NO3--N不仅对水生生态系统产生负面影响,还可威胁人体的健康。物化技术并不能有效降低地表水中NO3--N,而生物技术处理地表水NO3--N污染不仅操作简单、见效快,同时还能简化处理工艺,减少投资成本。因此,本课题探讨不同碳源对高效反硝化细菌的富集效果影响,并对比不同载体固定化高效反硝化细菌的处理效果,筛选固定化高效反硝化细菌的最适载体,并将载体固定化后的高效反硝化细菌应用于地表水NO3--N处理中,探究高效反硝化细菌在应用过程中的高效性和稳定性。主要研究结果如下:（1）在连续流反硝化反应器中,分别投加葡萄糖(C6H12O6)和乙酸钠（CH3COONa）作为碳源富集反硝化细菌,结果发现:不同碳源对高效反硝化细菌的富集有着明显的影响（P<0.05）。经过富集后,C6H12O6和CH3COONa系统中的反硝化速率分别为8.56 mg N/（g VSS·h）和11.26 mg N/（g VSS·h）,是初始样本的2.09倍和2.75倍。C6H12O6系统中亚硝氮（NO2--N）和氨氮（NH4+-N）的积累情况明显高于CH3COONa系统（P<0.05）。富集培养后微生物多样性有所下降,碳源的种类影响着微生物群落组成及相对丰度的大小。较高丰度的Pseudomonas和Thauera证实CH3COONa为富集高效反硝化细菌的最优碳源。此外,C6H12O6作为碳源有助于nirS基因的表达,CH3COONa作为碳源有助于nirK基因的表达。（2）通过比较聚苯乙烯泡沫（PS）、聚乙烯醇小球（PVA）和菌丝球（MPs）三种载体固定化高效反硝化细菌的性能得出:高效反硝化细菌经过PS、PVA和MPs载体固定化后,生物量（VSS）较游离菌分别提高了0.12 g/L、0.21 g/L和0.41 g/L,细胞的死亡率分别降低了5.00%、7.70%和13.65%,NO3--N去除率分别提高了2.44%、5.05%和19.72%,NO2--N和NH4+-N的积累现象得到有效地缓解,TN去除率分别提高了2.75%、11.87%和24.78%。PVA载体致密的结构有利于抵抗低温,但在高转速和碱性条件下易破碎。MPs载体在环境因子的扰动下仍能保持结构稳定性和良好的脱氮效果,且交叉结构有利于多次再利用,是固定化高效反硝化细菌的最适载体。（3）高效反硝化细菌经过MPs载体固定化后,能有效处理地表水的NO3--N污染。在30℃、15℃和4℃条件下,MPs载体可有效截留VSS和维持微生物活性,使得MPs载体固定化高效反硝化细菌系统的NO3--N去除率比游离菌系统分别提高31.82%、36.02%和37.30%,TN去除率分别提高48.25%、21.90%和23.63%。此外,MPs载体固定高效反硝化细菌后,系统中的VSS和细胞活性较游离菌系统有明显地提高,且受温度的影响变化较少。微生物多样性随着温度的下降呈先上升后下降的趋势,在15℃达到最大多样性。系统NO3--N的去除与UnclassifiedfEnterobacteriaceae、Raoultella和Thermomonas相对丰度的变化有关,而NO2--N的积累程度与系统中Chryseobacterium和Rhizobium有关。Zoogloeas、Simplicispira、Flavobacterium、Dechloromonas和Acidaminobacter相对丰度的变化是系统对温度变化作出地适应性调整。