随着全球变暖加速，温室气体的减排已经引起了国际社会的普遍关注。N2O是一种重要的温室气体，其温室效应是CO2的310倍。此外，N2O还会破坏臭氧层，促进酸雨的形成。因其在大气中的浓度不断增加，N2O已被列为影响自然生态系统、威胁人类生存基础的重大问题。已有研究证实，污水生物脱氮过程是N2O的一个重要的人为释放源。因此，积极地研究污水生物脱氮过程中N2O的产生过程并控制N2O的释放，具有重要的现实意义。　　 本论文以缺氧-好氧SBR生物脱氮系统为研究对象，对不同工艺条件下(缺氧/好氧时间比、温度、曝气量、碳源、碳氮比等)氮的迁移转化过程进行了系统研究，并采用化学抑制法对不同工艺条件下N2O的释放来源进行了分析；采用分子生物学技术，研究了不同工艺条件下系统内与N2O释放相关的微生物群落结构的变化，并将其与系统功能变化进行对比分析，解析了不同种类微生物对N2O释放的贡献；最后，从工艺运行工况的优化和系统中微生物种群结构的调控两个方面，提出了切实可行的N2O减量化控制策略，并对其减排效果进行了评价。主要研究内容及结果如下：　　 (1)对不同工艺条件下氮的迁移转化过程进行了研究，发现缺氧/好氧时间比(PF)、温度、曝气量、碳源、碳氮比等均对缺氧-好氧SBR生物脱氮系统中N2O的释放情况有影响。综合考虑污染物的去除和N2O的释放，系统的最佳运行工艺条件为：PF=0.5(即缺氧2h，好氧4h)；温度为25℃；曝气量为2.7 Lair/(Lreactor·h)；尽可能的采用混合碳源和提高碳氮比。　　 (2)缺氧-好氧SBR生物脱氮系统的释放主要集中在好氧段，缺氧段的释放情况不明显。采用化学抑制法对缺氧-好氧SBR生物脱氮系统N2O的释放来源进行了分析，结果表明：在前述最佳工艺条件下，缺氧段N2O的释放来自硝酸盐氨化作用，反硝化作用在缺氧段中起到了消耗N2O的作用；好氧段N2O的释放主要源于硝化细菌的反硝化作用，同步反硝化作用起到“负吸收”的作用。工艺条件对N2O的释放来源有影响：曝气量影响好氧段N2O的释放途径；碳源影响缺氧段N2O的释放途径；温度对缺氧-好氧生物脱氮系统的N2O释放途径没有明显影响。　　 (3)采用PCR-DGGE、克隆测序等分子生物学技术，针对功能基因amoA和nosZ，对不同工艺条件下系统中与N2O释放相关的微生物的群落结构变化进行了分析。结果表明：曝气量和碳氮比对缺氧-好氧生物脱氮系统内氨氧化细菌的群落结构有重要影响，中等曝气条件下或碳氮比高于6.8时，均出现Nitrosomonas属细菌的富集；碳源对反硝化细菌的群落结构影响较大，当以乙酸钠为碳源时，反硝化细菌的群落多样性和丰富度降低。将系统微生物群落结构的变化与N2O释放情况的变化进行对比分析，发现好氧段N2O释放主要源于Nitrosomonas属细菌的反硝化作用。　　 (4)从控制工况条件和调控微生物种群结构两个方面，提出了N2O减量化控制策略。结果表明：在好氧段初期添加反硝化污泥、外加碳源、分段进水三种减量化策略均可显著降低缺氧-好氧SBR生物脱氮系统N2O的转化率，其降低幅度分别为39.8％、16.2％和46.2％。同时，上述措施还可提高系统总氮的去除效果。