当前,在“双碳”目标的引领下,生活污水中的有机污染物得到有效控制,氮污染凸显为主要污染,同时城镇污水处理厂的排放标准随着国家对自然环境的重视也逐步提高,为控制生活污水中含氮污染物的达标排放,选用新型脱氮技术成为研究的重点。微生物燃料电池阴极生物脱氮作为一种可持续的废水处理技术,可以在低C/N条件下从固态电极直接接受电子用于生物的生长代谢进而填补反硝化中有机电子供体不足的难题。本研究以低温条件下微生物燃料电池阴极作为研究对象,通过逐步降低C/N的形式驯化筛选出能够耐低温以电流作为电子供体的脱氮菌群,并对其进行模拟废水和实际生活污水的脱氮特性研究;通过微生物群落多样性以及功能基因的角度揭示其脱氮机理;探究脱氮影响因素,构建最佳脱氮条件;借助分析低温嗜电脱氮菌群代谢分泌物和添加外源性电子介体方式,探究内源性电子介体的潜在种类及其对胞外电子传递的贡献。主要研究内容如下:（1）以反硝化污泥作为接种污泥,以碳毡阴极为载体,通过逐步降低C/N的形式成功富集培养出以电流作为电子供体代替有机电子供体的低温嗜电脱氮菌群,该脱氮菌群对氨氮去除率最高达75.50%,且整个过程没有硝酸盐和亚硝酸盐的积累,能够实现氨氮的完全去除。该菌群的最适初始p H为7,最佳初始盐度为1.20%,最佳初始氨氮浓度为50 mg·L-1。同时,该低温嗜电脱氮菌群能够适应复杂的实际生活污水条件并具有良好的有机物、总氮和氨氮的去除效果。60天内对实际生活污水中COD去除率在80.57%～98.11%之间,总氮去除率稳定在49.22%～61.04%,氨氮去除率在52.10%～68.18%之间。（2）通过高通量测序发现,该低温嗜电脱氮菌群的群落多样性和均一性比普通低温脱氮菌群和原始反硝化污泥均有提升。三者主要共同优势菌门为Proteobacteria、Firmicutes、Bacteroidetes,但各门比例大不相同,MFC组中Proteobacteria的相对丰度达到52.97%～62.65%,显著高于其他两组。在属水平上,除共同优势属是Dehalococcoides之外,三者也具有较大的差异性。与其他两组相比,低温嗜电脱氮菌群中Thauera、Pesudomonas和Hydrogenophaga的丰度大幅度上升,Dehalococcoides的丰度显著下降。该低温嗜电脱氮菌群的主导脱氮微生物为Thauera、Pesudomonas。（3）通过对低温嗜电脱氮菌群的功能基因进一步的分析发现与能量代谢有关的基因相比对照组得到明显提高,因而能更好的适应低温环境。在氧化磷酸化功能基因中,NADH-辅酶Q氧化还原酶基因含量高达1850个,证明与新陈代谢有关的基因都倾向于接收来自辅酶Q的电子来进行自身的生长与代谢。在脱氮功能基因中,低温嗜电脱氮菌群硝化反应相关基因（nxr AB、hao、pmo ABC-amo ABC）相对丰度增幅达到了814.17%,反硝化反应相关功能基因（nar GH、nap AB、nir KS、nor BC、nos Z）相对丰度也增加了212.96%。从功能基因角度证明低温嗜电脱氮菌群能对氨氮废水进行完全的降解并减少中间产物积累。在脱氮功能基因中,“nar G,nar Z,nxr A”基因含量最高,说明Nar G是低温嗜电脱氮菌群的特征脱氮酶。（4）通过低温嗜电脱氮菌群产生的代谢分泌物对胞外电子传递方式进行分析,结果显示Diaveridine、Ipratropium、Palmitic Acid、Oleic acid和Dropropizine的含量都明显增高,且其中Ipratropium、Dropropizine和Diaveridine都特有含氮杂环和苯环结构,推测低温嗜电脱氮菌群主要以特征基团为含氮杂环和苯环的电子介体来进行直接胞外电子传递过程。通过添加外源性电子介体AQDS平均氨氮去除率提高了10.15%。分析其电子传递相关基因发现细胞色素c作为直接电子接收者与AQDS共同存在加速了胞外电子介体的间接传递效率。就脱氮功能基因而言,添加外源性电子介体对低温嗜电菌群脱氮功能基因的相对丰度产生了影响,使硝化相关酶的丰度全部上升,反硝化相关酶基因差异变大,代谢通路中起主导作用的相关酶发生改变,进而提高了其脱氮效率。