硝化-反硝化工艺是实现污水高效脱氮的有效方法,但依然存在两大难题:(1)反硝化碳源缺乏,脱氮效能不足;(2)反硝化速率较小,碳源利用率低。剩余污泥发酵产酸可作为生物脱氮的优质碳源,但异位发酵预处理工序繁琐、运行成本高,且发酵液中较高浓度的NH4+-N在一定程度上增加了氮负荷率。本研究构建了介体(核黄素)强化污泥原位发酵与生物脱氮耦合系统(SBR),设置了 L0(对照组)、L1(添加外源泥)、L2(添加外源泥和介体)、L3(添加介体)。在低温(T=8-15℃)中温(T=30℃)、贫碳源(C/N=2-4)条件下,研究氧化还原介体强化外源泥原位发酵产酸耦合反硝化脱氮效能,探明强化脱氮过程调控机理,解析耦合工艺内微生物学机理。本研究主要结论如下:(1)介体不能明显改善耦合工艺低温条件下(8-15℃)的脱氮性能;但中温、贫碳源条件下,介体可强化耦合系统中污泥原位发酵,并通过电子介导提高反硝化效能和碳源利用率。在AOA工序运行稳定期(69d),LO、L1、L2、L3的NO3--N去除率分别为62.43%、71.5%、76.63%、71.75%,TN的去除率分别为52.43%、64.13%、73.4%、61.68%。在全程缺氧工序运行稳定期(173d)中,L0、L1、L2、L3 的 N03--N 去除率分别为 26.68%、63.15%、79.97%、57.72%;TN 的去除率分别为 35.38%、67.45%、78.15%、47.32%。在出水 COD 和 NH4+-N得到控制前体下,全程缺氧工序可能更适合污泥原位发酵耦合脱氮的反应进程。(2)污泥发酵并未显著增加耦合系统出水COD和NH4+-N值,出水COD浓度在40 mg/L左右,NH4+-N浓度接近于0。在AOA运行工序中,DO浓度(1-2 mg/L)的实时控制与反馈,对保障出水COD、NH4+-N和N02--N的浓度降低具有重要意义。在全程缺氧工序稳定运行期,出水N02--N浓度未出现累积,不完全反硝化生产的N02--N可通过厌氧氨氧化过程去除。(3)变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)是系统中相对丰度较高的菌群,β-变形菌是参与脱氮过程的最主要的纲。在属水平上,假单胞菌(Pseudomonas)是系统主要的产酸菌,Denitratisoma属、厌氧氨氧化菌、索氏菌属(Thauera)是主要的脱氮菌群。L2中的硝化螺菌属、Denitratisoma属、索氏菌属、氧氨氧化菌属、亚硝化单胞菌属的拷贝数均为其对照组(L1)中的2.3倍以上,介体能促进耦合系统中脱氮菌的生长。