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缺氧段反硝化过程是生物脱氮的关键，研究表明投加Fe(II)能提高反硝化速率。针对反硝化活性污泥系统中投加 Fe(II)能促进反硝化的现象，本论文通过SBR反应器对各反硝化污泥系统连续运行处理效果进行模拟，采用高通量多样性测序技术对不同实验组的微生物群落多样性和功能微生物的变化进行定性研究，同时通过荧光定量PCR技术对反硝化相关功能基因进行定量研究，最后基于高通量宏基因测序的结果，研究Fe(II)存在下反硝化过程的氮代谢通路，从而揭示Fe(II)促进反硝化作用的微生物学机理。 对照组、Fe(II)组、Fe(III)组的SBR反硝化对比模拟实验，结果表明运行周期内各反应器出水NOx-N均低于0.3 mg/L，反硝化过程彻底，与对照组相比，Fe(II)组和Fe(III)组的NOx-N出水浓度更低；运行周期内，对照组、Fe(II)组和Fe(III)组的反硝化速率分别为15.63 mg/h·gVSS、17.63 mg/h·gVSS和16.54 mg/h·gVSS，与对照组和Fe(III)组相比，Fe(II)组平均反硝化速率显著提高。Fe(II)组与Fe(III)组出水平均总磷为0.72 mg/L、1.11 mg/L，均优于对照组3.53 mg/L，发现Fe(II)和Fe(III)都能达到较好的磷酸盐去除效果。 采用高通量测序技术分析不同实验组群落结构与微生物组成，不同实验组微生物分簇明显。其中Thauera反硝化菌为主导的优势菌属，且Fe(II)组均高于其它组。各实验组反硝化菌平均总丰度在13.2%、22.2%和16.8%，其中Fe(II)组均高于其它组；反硝化速率提升与反硝化菌丰度增加存在正相关关系。 荧光定量PCR结果表明，同一时间内反硝化活性污泥微生物总量基本保持不变，投加Fe(II)能提高反硝化速率是微生物经定向筛选的结果。Fe(II)组微生物携带的narG、nirS、norB及nosZ基因含量增加。 通过宏基因代谢通路分析结果表明，Fe(II)促进了参与氮循环相关基因总丰度的增加。Fe(II)组与其它组相比，使得控制反硝化过程限速步骤的nirS基因显著表达，与qPCR结果相吻合。 综合分析实验组反硝化功能细菌、功能基因、氮代谢通路表达三重因素，表明投加Fe(II)能促进活性污泥中以Thauera为代表的反硝化功能菌的生长，以及反硝化nirS为代表的相关基因的增加，影响并提高了控制反硝化过程限速步骤的nirS基因表达，从而提高反硝化效率。