我国水资源短缺且水体污染严重,传统生物脱氮技术由于基建费用高,能量损耗大等原因都制约着生物脱氮技术在工业领域的应用,尤其对于含大量有毒有害物质的炼化废水来讲,仍是目前水处理领域的重点难点,改革传统生物脱氮工艺,解决炼化废水脱氮就显得非常重要。本论文从炼化废水活性污泥中分离筛选出反硝化优势菌种,对其进行生理生化鉴定和基因序列检测,分析评价菌种的硝化和反硝化脱氮性能,研究了环境因子对菌种增殖与脱氮性能的影响,对菌种硝化反硝化功能基因进行了检测,并测定功能酶基因的活性,最后在最佳环境条件下将筛选好的好氧反硝化菌种应用于实际炼化废水的处理中,从而为解决炼化废水处理问题提供理论依据和技术支持。结果表明:好氧反硝化菌株Y3为革兰氏阴性菌,菌属为施氏假单胞菌;以氯化铵为唯一氮源时硝化性能在48 h内TN去除率为93.3%,NH4+全部去除,COD去除率为97%,以硝酸钾为唯一氮源时反硝化性能在48 h内TN去除率为88.7%,NO3-去除率为100%,COD去除率为94.3%,表明该菌脱氮能力强;最佳环境条件是p H范围7-9,转速为160 r/min,C/N为25,优质碳源为丁二酸钠,温度为30℃。由难降解碳源一周脱氮效果图可知菌种Y3利用难降解碳源效率低,可添加优质碳源来提高脱氮能力;硝化反硝化功能基因均成功扩增,并得到氮代谢路径为:氨氮在氨单加氧酶作用下氧化为羟胺,在羟胺氧化酶作用下进一步氧化为亚硝态氮,硝态氮在硝酸盐还原酶的作用下还原为亚硝态氮,最后在亚硝酸盐还原酶的作用下还原为含氮气体;在处理实际炼化废水中,24 h内NH4+的去除率为92.5%,NO3-的去除率为88.9%,TN的去除率为73.7%,COD的去除率为56.4%,期间亚硝态氮存在少量积累。因此,将好氧反硝化菌应用于炼化废水脱氮中有广阔的发展前景。