城市污水处理厂主要采用生物脱氮的方法来处理污水中的氮污染物,因此微生物是生物脱氮的主体,经研究陶厄氏菌属（Thauera）具有卓越的反硝化能力,而N₂O作为一种温室气体备受关注,因此研究如何在生物脱氮系统中富集该菌属,以及富集后系统对N₂O的产生和降解有何影响具有重要意义。此外,对于同步硝化反硝化（SND）系统,因其可使硝化反应和反硝化反应在一个反应器、相同条件下同时发生而成为研究热点,因此,研究富集Thauera的SND系统,可对脱氮工艺的改进提供可参考的基础资料。本试验采用SBR反应器进行了一系列脱氮研究:首先在缺氧条件下培养陶厄氏菌属（Thauera）占主导的反硝化污泥系统,监测其污泥活性及N₂O产生变化;培养成功后改变运行及培养条件将其诱导为SND系统（SBR1^#）,与从污水厂取回的污泥直接驯化培养的SND系统作对比（SBR2^#）;考察两个反应器在不同进水氨氮及不同有机碳源浓度下的SND效果。通过试验研究,得出以下结论:（1）反硝化SBR反应器运行20天后NO_x^--N去除率和COD去除率分别稳定在100%和87.05%。陶厄氏菌属（Thauera）富集培养前后,污泥反硝化活性增强,N₂O转化率下降了97.5%。16S r RNA高通量基因测序结果显示陶厄氏菌属（Thauera）是反硝化系统中的脱氮优势菌群,由占微生物总量的24.03%增加到76.4%。（2）根据SND系统脱氮情况变化,SBR1^#污泥系统全程曝气可分为D1阶段（第5～35天）,D2阶段（第35～60天）和D3阶段（第60～90天）,D1阶段的TN去除率和SND效率最高,在84%左右。SBR2^#污泥系统全程曝气可分为D1阶段（第5～30天）和D2阶段（第30～90天）,SND效率均值分别为79.08%和74.85%。说明系统中Thauera含量较高时对脱氮效果是有益的,因此可以向反应器内投加Thauera占主导的污泥来达到较好的SND效率。（3）对典型周期内水质历时变化进行监测,SBR1^#污泥系统在D1阶段的SND脱氮效果最好,出水仅为NO₂^--N,D2阶段和D3阶段的TN去除率有所下降,出水为NO₃^--N,SBR2^#D2阶段的TN去除率比D1阶段稍低,出水均为NO₃^--N,且SBR1^#D3阶段和SBR2^#D2阶段污泥系统的脱氮效果差别不大。表明,Thauera在全程好氧状态下可能会被逐渐淘汰,两种污泥系统最终会表现出相似的脱氮效果。（4）在进水氨氮为35mg/L运行1个周期后,两个反应器的NH₄⁺-N去除率均为100%,SND效率分别为72.73%和71.58%;在进水氨氮为100mg/L运行1个周期后,两个反应器的NH₄⁺-N去除率分别为80.13%和80.69%,SND效率均在95%以上,但SBR1^#TN去除率和SND效率比SBR2^#低2.40%和1.70%。说明SBR1^#抗冲击负荷的能力比SBR2^#弱。（5）不同进水COD浓度条件下,SBR1^#和SBR2^#污泥系统TN去除率和SND效率均随进水COD浓度的升高而提升。SBR1^#D1阶段的污泥系统TN去除率和SND效率均比D3阶段的污泥系统高,且SBR1^#D1阶段的脱氮情况比SBR2^#D1阶段和D2阶段系统都好,说明Thauera可以提高SND系统的脱氮效率。而SBR2^#D2阶段的脱氮效果比SBR1^#D3阶段稍高,说明SBR1^#污泥系统抗冲击负荷的能力比SBR2^#弱。（6）两个反应器在属水平上所占比例最高的为聚糖菌属（Candidatus＿Competibacter）,是污泥系统硝化反应和反硝化反应的主要菌群。SBR1^#污泥系统从反硝化诱导为SND后,Thauera被逐渐淘汰,说明改变条件并长期运行后,对活性污泥菌群结构会产生明显影响。