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传统生物反硝化脱氮过程为NO3-→NO2-→NO→N2O→N2,这一过程往往消耗大量外碳源,使污水处理厂成本居高不下。短程反硝化将反硝化过程控制在亚硝态氮（NO2--N）生成阶段,不仅可以节约碳源,还可以减少反应时间和降低污泥产量。近年来,随着厌氧氨氧化技术的兴起,短程反硝化过程生成的大量NO2--N可作为其反应底物被利用,而且厌氧氨氧化反应生成的硝态氮（N03--N）又可为短程反硝化反应提供电子受体。因此,短程反硝化技术受到越来越多学者的研究和重视。本文主要考察进水碳氮比（C/N）、NO3--N浓度、碳源类型、温度、反应时间等因素对短程反硝化NO2--N积累特性的影响,并通过高通量测序比较不同工况下反应器内菌种组成和丰度差异,深入阐释短程反硝化过程NO2--N积累机理。最后,在上述研究基础上,将短程反硝化与反硝化除磷耦合实现深度脱氮除磷,同时通过短程反硝化相关耦合工艺的介绍,以期为短程反硝化实际工程应用提供运行策略。主要研究内容和相关结论如下:（1）不同 C/N 比（C/N=2.0、2.5、3.3、5.0）条件下（水温 20℃）,各反应器中 NO2--N积累量均于缺氧30 min达到峰值,COD在缺氧30 min内大量消耗,存在外碳源转换成内碳源的现象,且NO3--N含量过高会抑制NO2--N还原酶活性,加速NO2--N积累。C/N比为2.5为最佳工况,出水NO2--N积累量最高达到26.2 mg/L,硝态氮转化率（NTR）达到72.8%,该工况下缺氧30 min时的NO2--N积累量高达31.2 mg/L;动力学分析揭示了 NO2--N还原与亚硝积累速率（SN2AR）、硝态氮去除速率（SN3RR）以及COD消耗速率（SCCR）密切相关,较低C/N比条件下才能使缺氧慢速降解阶段出现较低的SN2AR、SN3RR与SCCR值,从而形成NO2--N积累,且好氧阶段亚硝酸盐氧化菌（NOB）得到有效抑制,促进了 NO2--N稳定积累。（2）不同 C/N 比（C/N=2.0、2.5、3.3、5.0）条件下（水温 20℃）,从 OTU 等级图、PCoA图和Venn图中均可看到,四组反应器内微生物性状相比于接种污泥发生了较大变化,C/N=3.3、2.5、2时微生物丰度较为相似,且C/N=2.5时微生物多样性最低。通过SEM与镜检分析发现一种链球状菌种,猜测其为短程反硝化污泥特有菌种。Thauera为短程反硝化优势菌种,接种污泥中Thauera占比小于0.01%,C/N=5、3.3、2.5、2条件下该菌属得到不同程度的富集,占比分别达到2.6%、24.1%、9.1%、7.2%;Flavobacterium同样为短程反硝化优势菌种,在C/N=2.5时占比28.2%,实现短程反硝化菌种最大富集。此外,接种污泥中Nitrospira占比1.8%,经过不同C/N 比驯化,四种C/N 比条件下中Nitrospira占比均小于0.1%,进一步证明了 NOB得到有效抑制。（3）在C/N=0.8、1.5、2.5、3.5、4.5情况下,分别投加不同初始NO3--N浓度（40 m g/L和80 mg/L）。整个运行周期内,投加高浓度NO3--N（80 mg/L）时出水NO2--N量与N TR值均显著高于低浓度时（40 mg/L）,通过速率分析发现较高NO3--N浓度对应较高的NO2--N积累速率与COD反应速率;高通量测序结果表明,投加NO3--N浓度80 mg/L情况下,C/N=0.8、1.5、2.5、3.5、4.5五种工况下Thauera占比分别为19.3%、19.4%、31.8%、23.5%、24.3%,Flavobacterium占比分别为0.4%、1.25%、20.3%、13.9%、20.8%;当投加低浓度NO3--N（40 mg/L）时,Thauera占比分别为 6.6%、13.0%、13.0%、36.6%、25.8%,Flavobacterium占比分别为 2.8%、3.4%、3.9%、2.5%、2.8%。（4）温度、反应时间和碳源类型均会影响短程反硝化进程。首先,低温会对NO2--N积累产生负面影响,C/N=5、3.3、2.5和2时,温度由20℃下降至12℃,NO2--N积累和NTR值均出现显著下降,随着温度升高NO2--N积累量和NTR值同步上升,温度和NO2--N积累特性呈正相关;且温度降低不仅会使NO2--N积累量降低,同时也会延缓反应速率,延长到达NO2--N积累峰值的时间,同时低温会使短程反硝化的最优C/N比增大。其次,关于反应时间,C/N 比为2、2.5、3.3和5时,缺氧3h出水NO2--N分别为 17.0、24.2、5.3 和 0mg/L,而缺氧 30 min 出水 NO2--N 分别为 17.2、31.2、16.5和3.9 mg/L,因此NO2--N积累在30 min基本达到峰值,合理控制反应时间能将出水NO2--N维持在较高水准。再者,碳源类型也对短程反硝化NO2--N积累产生很大影响,这主要源于分子结构不同,由于乙酸钠和丙酸钠的分子结构相比葡萄糖简单,乙酸钠为碳源时NO2--N积累效果最佳,NTR达到74.4%,丙酸钠和葡萄糖次之,分别达到50.9%和29.3%,表明葡萄糖不适合作为短程反硝化优势碳源。（5）短程反硝化反应器NTR达到70%,通过将短程反硝化与反硝化除磷耦合,反硝化除磷反应器COD去除率在78.0%-85.4%之间,PO43--P去除率达到95%以上,出水NO2--N和NO3--N浓度接近于0。通过分析短程反硝化相关耦合工艺,总结其工艺优缺点和运行特性,发现其均有较低的C/N（2.5-3）比和较短的反应时间（1 h左右）,为实际工程中短程反硝化深度脱氮提供了运行控制策略。