低碳氮比水体富含硝酸盐,排入地表水后会造成水体富营养化,危害人类健康。针对生态浮床处理硝酸盐氮能力的不足,本研究选用了有机碳和无机硫两类电子供体用于提高生态浮床的脱氮性能。实验中构建了异养强化浮床（HEFTW）、硫自养强化浮床（AEFTW）、填料浮床（EFTW）、生态浮床（FTW）和对照空白床（CON）五组反应器。在近两年的运行时间里,对比了不同系统的脱氮效果,考察了水力停留时间（HRT）、温度（T）、碳氮比（C/N）、硫氮比（S/N）对氮转化和脱氮效能的影响,建立了脱氮动力学模型,研究了植物吸收对脱氮的动态影响,明确了生态浮床系统温室气体排放变化规律,详细分析了浮床系统内部微生物群落组成的变化,深入探讨了生态浮床的生物脱氮机理,最终明确了电子供体强化生态浮床的最佳工艺运行参数,为其应用于低碳氮比水体的深度脱氮提供了重要的理论支撑。填料浮床和生态浮床的脱氮性能研究发现:两组浮床去除效果类似,总氮（TN）去除率分别为4.99%-68.5%和4.70%-67.8%,TN去除负荷为0.11-5.37和0.10-4.82g m^-2 d^-1。水温25-30℃时,填料浮床和生态浮床的反硝化能力第二年度显著提高,NO₃^--N平均去除负荷在HRT=1d时达到最高。HRT为3 d时,温度对NH₄⁺-N的去除性能影响较小,对TN和NO₃^--N的去除率影响显著。两组浮床的脱氮都符合一级动力学模型,θ值偏高,第二年度TN和NO₃^--N去除的k₂₀显著升高。填料浮床和生态浮床温室气体排放量无明显差异,N₂O平均排放通量为2.85-9.60 mg m^-2 d^-1,CH₄平均排放量为1.72-8.8 mg m^-2 d^-1,CO₂平均排放量为-5160-2394 mg m^-2d^-1。水生植物虽然促进了N₂O和CH₄的排放,但也增加了CO₂的固定,浮床系统年度总体上表现出“碳汇”的特征。电子供体强化生态浮床的系统脱氮研究表明:异养强化浮床和硫自养强化浮床的TN去除率显著高于填料浮床和生态浮床,分别为68.1%-85.3%和56.1%-90.8%,最高TN去除负荷达到20.5和18.9 g m^-2 d^-1,第一年度夏季TN出水满足地表水V类标准。硫自养强化浮床中出现了明显的混合营养反硝化,NH₄⁺-N成为限制异养强化浮床脱氮性能提升的关键因素。碳硫电子供体均增加了植物组织内部N、S和C元素的含量。硫电子供体显著增加了植物吸收的氮负荷,并延迟了N元素的释放,7-8月收割植物地上部分可能会最大化去除植物吸收的氮。电子供体降低了浮床系统N₂O的排放通量,碳电子供体显著增加了生态浮床的CH₄排放通量,硫自养强化浮床在高温季节更具有温室气体减排优势。结合微生物高通量测序结果,揭示了电子供体强化生态浮床的生物脱氮机理。电子供体显著改变了微生物群落结构组成,Dechloromonas和Thiobacillus分别成为HEFTW和AEFTW中的最优势菌属。HEFTW和AEFTW中都存在混合营养反硝化脱氮机制,碳电子供体促进了反硝化菌和硫酸盐还原菌的增殖,硫酸盐还原菌利用有机电子供体将硫酸盐还原为S⁰或S^2-,硫自养反硝化细菌进而以S⁰或S^2-作为电子供体进行自养脱氮;硫电子供体不仅强化了植物吸收脱氮和自养反硝化,旺盛生长的植物还能分泌更多的有机物促进了异养反硝化的进行,同时硝化细菌的生长未受到明显抑制。进一步研究电子供体强化浮床的工艺运行参数并构建了脱氮预测模型。HEFTW在10℃以下、15-20℃、25-30℃时的最佳C/N和HRT分别为2.5、1.7、1.5和3、2、0.5;对应的AEFTW的最佳S/N和HRT分别为1、0.8、0.6-0.7和3、3、1。HEFTW和AEFTW的TN去除率和TN去除负荷预测模型里最显著参数为温度和HRT,而EFTW和FTW中脱氮预测模型的最显著参数则均为温度。