溴酸盐（BrO₃^-）和高氯酸盐（ClO₄^-）均是有毒的无机污染物,严重威胁人类的身体健康。传统的水处理工艺成本高昂,易产生二次污染。氢基质生物膜反应器（简称MBfR）将中空纤维膜微孔曝气和生物膜法结合起来处理水中氧化性污染物,具有氢气洁净、无后续污染、生物产率低等特点,已广泛应用于水中氧化性污染物的治理。利用摇瓶试验验证氢自养微生物同步还原水中BrO₃^-和ClO₄^-的可行性,并系统考察了生物还原过程中的影响因素;采用氢基质生物膜反应器（MBfR）展开BrO₃^-和ClO₄^-同步去除的小试研究。详细探讨了反应器去除BrO₃^-和ClO₄^-的机理、性能和影响因素。同时利用现代分子生物学技术分析膜表面微生物酶活性及群落结构的动态变化,试图从微生态层面剖析或解释氢自养微生物还原氧化性物质的机理。通过本文研究获取的相关理论参数将为MBfR技术的工程应用提供有价值的参考依据。可行性试验验证了氢自养微生物能有效地生物还原BrO₃^-和ClO₄^-,完全还原为Br^-和Cl^-,无中间产物的累积。影响因素实验表明,氢自养还原菌同步降解BrO₃^-和ClO₄^-的最合适的温度为25³5℃,最佳pH为7.0⁷.5;NO₃^--N对BrO₃^-和ClO₄^-的还原产生了对氢气的竞争性抑制;氢自养微生物降解BrO₃^-和ClO₄^-有一定的浓度限制,浓度过高或过低均会降低BrO₃^-和ClO₄^-的降解效果。MBfR膜表面微生物经过NO₃^--N的驯化后逐渐富集并达到稳定和成熟。MBfR对水中BrO₃^-和ClO₄^-有良好的降解效果;MBfR同步降解BrO₃^-和ClO₄^-的最适宜氢气压力、进水流速、回流比和pH值分别为0.04MPa、2mL/min、7.5和7.0⁸.0;在同一反应体系中,对电子供体的竞争优势顺序为NO₃^--N>NO₂^--N>ClO₄^->BrO₃^-,以NO₃^--N或NO₂^--N为氮源,均会对电子供体产生激烈竞争,进而对BrO₃^-和ClO₄^-还原产生抑制,其对ClO₄^-的抑制作用更加明显,且NO₃^--N的抑制作用强于NO₂^--N。膜表面微生物发挥的功能或作用是MBfR去除NO₃^--N、BrO₃^-和ClO₄^-的直接原因。一部分反硝化酶具有降解BrO₃^-和ClO₄^-的作用。变形菌门（Proteobacteria）是同步降解BrO₃^-和ClO₄^-的绝对优势菌门,以β-变形菌纲为主,其次是γ-变形菌纲和α-变形菌纲。同步降解BrO₃^-和ClO₄^-的优势菌属为Thiothrix、Chlorobaculum、Sulfuritalea、Azospira和Methyloparacoccus,NO₃^--N浓度的升高会抑制Thiothrix和Chlorobaculum生长,而Sulfuritalea和Azospira的生长得到促进。同时,在NO₃^--N浓度大于5mg/L时,反应器中富集少量的硝化细菌（Nitrospira）,说明有少量NO₂^-副产物的产生。