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针对低氨氮浓度废水单级自养脱氮系统构建及稳定运行困难，以及自养脱氮过程中副产物硝氮残留、有机物耐受性差、无除磷功能等问题，提出低氨氮废水单级自养脱氮(SNAD)-反硝化除磷(DPR)协同处理技术，开展了基于溶解氧(DO)精确控制的低氨氮废水单级自养脱氮(SNAP)系统构建研究，建立了人工神经网络DO智能控制系统，实现了低氨氮废水单级自养脱氮系统稳定运行;同时，开展了低碳氮比低氨氮废水的单级自养脱氮与反硝化耦合系统(SNAD)同步/分步构建方法研究，探明了C/N对系统优势功能菌属的影响及其演替规律，揭示出厌氧氨氧化菌、亚硝化菌、反硝化菌耦合的单级自养脱氮系统的微生物作用机制;在此基础上，开展了低氨氮废水SNAD-DPR协同处理技术研究，得出了系统高效运行的关键控制参数及其系统中优势功能菌的分布规律，大幅提升了系统的脱氮效能，解决了单级自养脱氮系统硝氮残留、无除磷功能的瓶颈，为高效自养脱氮开辟了新途径。主要研究成果如下: 进水初始氨氮浓度对SNAP系统构建影响显著。接种脱水污泥，采用进水氨氮浓度梯度运行方式，200/50mg/L、100/50mg/L反应器分别经过68d、66d运行，构建出低氨氮废水SNAP系统，TN去除率为73.5％、72.3％。200/50mg/L系统亚硝化功能菌主要为Nitrosomonas，其丰度随构建时间先增加(14.4％)后下降(5.2％);厌氧氨氧化功能菌属为Candidatus Brocadia，在前30d丰度极低(0.1％)，30d后丰度(22.3％)明显增加。进水初始氨氮浓度低，则构建系统功能菌丰度降低，100/50mg/L系统中Nitrosomonas、Candidatus Brocadia丰度分别为2.9％、18.1％。采用氨氮浓度为50mg/L的初始进水未能构建成功SNAP系统。 种源对SNAP系统构建影响不显著。采用接种污水厂脱水污泥和自然挂膜方式经过66d、85d运行，均可成功构建低氨氮废水SNAP系统，构建系统中主要功能菌属Nitrosomonas、Candidatus Brocadia，在2个构建系统中其丰度无显著差异。 构建出由RBF神经网络前馈控制器和BP神经网络PID闭环反馈控制器组成的DO智能控制系统，基于DO精确控制的SNAP反应器运行高效稳定，出水TN浓度稳定低于3mg/L，去除率达到95.2％～97.8％，较无DO控制的系统提高5.3～10.1％。 采用同步和分步构建方式，反应器分别经过52d、70d运行，均可成功构建低氨氮废水SNAD系统，TN去除率分别为75.4％、79.4％，与SNAP系统相比，脱氮效能提升了2％～7％。SNAD系统亚硝化功能菌主要有Nitrosomonas，在同步/分步构建系统中其丰度无显著差异;厌氧氨氧化功能菌有Candidatus Brocadia，在同步、分步构建系统中丰度分别为3.6％、8.4％。与SNAP系统相比，SNAD系统厌氧氨氧化菌丰度较低，反硝化功能菌种类丰富，主要有Thauera(5.5％)、Bacillus(1.9％)、Pseudomonas(2.8％)、Achromobacter(＜0.1％)、Acinetobacter(＜0.1％)、Flavobacterium(＜0.1％)、Azospirillum(＜0.1％)、Bdellovibrio(＜0.1％)。 C/N对SNAD系统优势功能菌属影响显著。最佳进水C/N为0.5，此时厌氧氨氧化菌和反硝化菌数量比为2∶1。当进水C/N低于0.5时，反硝化菌和厌氧氨氧化菌耦合良好，系统中主要功能菌有Candidatus Brocadia、Nitrosomonas，以自养脱氮过程为主。当进水C/N高于1.0时，厌氧氨氧化菌活性和丰度均明显下降，反硝化功能菌Thauera(9.8％)、Denitratisoma(2.2％)和Pseudomonas(2.5％)成为优势。另外，进水中碳源的存在会使亚硝化菌AOB种类更加单一。尤其C/N＞1时，将造成AOB丰度下降。 泥龄SNAD系统脱氮效能影响不显著，对磷、COD去除效果影响显著。DPR系统最佳工况为:氮负荷为0.024kgN/kgMLSS d，磷负荷为5.43gP/kgMLSS d，COD负荷为0.18kgCOD/kgMLSS d，厌氧段水力停留时间控制为2h，污泥龄为25d，设曝气段。该工况下系统反硝化除磷功能菌主要为Rhodobacter(15.9％)，优势反硝化功能菌为Thauera(2.2％)。污泥龄由25d增加至35d时，Rhodobacter丰度下降至13.9％，实际数量因系统污泥浓度明显增加得以增长，Thauera丰度增长至6.1％。 SNAD-DPR组合处理系统效能研究结果表明，当进水水质为50mgNH4+-N/L、150mgCOD/L、5mgPO43-/L时，系统氮、磷去除率分别为97.4％、81.3％。SNAD-DPR系统较SNAD系统脱氮效能提升了18～22％。系统主要功能菌包括厌氧氨氧化菌Candidatus Brocadia(8.42％)、亚硝化菌Nitrosomonas(3.53％)、反硝化菌Thauera(19.40％)、反硝化除磷菌Rhodobacter(9.09％)。