土壤含水层处理（Soil aquifer treatment, SAT）是一种高效、低能、管理简易的生态工程技术，其在分散性面源污染治理中的研究和应用广泛，但是SAT长期运行下存在除氮效率低，容易堵塞等问题。硝化颗粒流化床（Nitrifyingparticle fluidized biological bed, NPFBR）是以水性聚氨酯包埋活性污泥制成的包埋颗粒在流化床反应器中以去除氨氮污染物为目的的装置，具备快速氧化氨氮的能力，但对其中颗粒的特性与影响颗粒硝化性能因素等仍缺乏深入认识。本次实验分别研究了SAT与NPFBR运行机制与特征，并在此基础上，首次将NPFBR单元引入SAT系统，组成联合系统SAT-NPFBR，重点考察了联合工艺装置处理模拟废水的效果、影响因素与适用性等。本研究的主要结论如下：（1）SAT中不同深度，同一深度不同位点污染物（有机物（CODcr）、氨氮（NH₄⁺-N）、亚硝酸盐氮（NO₂^--N）、硝酸盐氮（NO₃^--N）和总氮（TN））的浓度存在差异，并且各类污染物的差异程度不同，此结果与污染物的去除机理及装置中复杂的流态有关。（2）SAT系统对有机物有较强的去除能力，进水CODcr平均为265mg/L条件下，出水CODcr平均只有36mg/L，平均去除率达到86.42%；随着运行时间延长，SAT对NH₄⁺-N的去除能力下降，采用多项式对NH₄⁺-N去除率进行方程拟合，拟合方程为： y=79.15083-0.81807x-0.00246x², R20.93359；SAT系统对TN去除率也随着运行时间的延长下降，刚开始能够达到80%以上，但随后一直下降，直至只有10%左右，系统对TN的去除主要由NH₄⁺-N去除来贡献；SAT系统对TP具有极好的去除能力，长达150天运行后，去除率仍能保持在95%以上。（3）NPFBR中包埋颗粒表面和内部存在大量空隙，驯化后大量杆状硝化菌只覆盖在颗粒表面（表面约85¹20μm）。包埋颗粒具有良好氧气传质效果，在活化颗粒中，溶解氧（DO）呈对称分布；表层（0³00μm）DO下降速率最快，且深度每增加100μm，DO下降3.62mg/L；深层（600²800μm）DO基本为0。未活化颗粒氧呼吸速率（oxygen uptake rate, OUR）仅为4.1098±1.2607mgO₂/（L·h），活化后颗粒OUR能达到241.4769±11.5398mgO₂/（L·h）。实验条件下，当DO在2.1mg/L以上时，颗粒OUR不受DO影响；反之，颗粒OUR将急剧降低，表明颗粒活性受到抑制。活化颗粒的沉降性能明显优于未活化的颗粒，平均沉降速率是完全未活化的1.19倍。（4）NPFBR中低温不利于颗粒活化，且降低了颗粒的硝化性能；保证碱度供给是硝化颗粒正常运行的重要因素；不同NH₄⁺-N浓度下颗粒氧化NH₄⁺-N速率不同但不存在对应线性增大关系；实验期内未发现添加有机物对颗粒硝化性能产生影响，但会引起流化床出水悬浮物浓度增加。（5）SAT-NPFBR组合装置在不同回流比条件下对有机物去除效率很高，且随着回流比增大，去除率增加，在回流比为1:3时，去除率达到99.50%。不同回流比条件下，组合装置对TN的去除效率不同，在回流比为1:2时，TN平均去除率最高达到35.99%。实验中，未发现NH₄⁺-N去除效果受回流比影响。（6）SAT-NPFBR中，水温对SAT系统处理有机物有一定影响，但对TN去除效果还无法确定；实验条件下碱度对于组合系统的处理效能影响不大。水力负荷过小减少了处理水量，水力负荷过大则容易引起SAT堵塞。（7）SAT-NPFBR组合装置在回流比为1:2条件下处理模拟生活污水，对CODcr、TP、NH₄⁺-N和TN的平均去除率分别可达98.26%、99.36%、96.25%和35.99%，其中组合装置的脱氮效率比单一SAT系统提高了将近十倍；估算构建一套200L/d的装置，需要土地面积4m²，其成本费用主要包括材料购置费6490元、安装费649元，装置的吨水运行费用为1.349元。