大气中的氮氧化物（NOx）是酸雨的主要成因之一，在我国人为NOx主要来源之一是火电厂排放的烟道气。生物滴滤法脱除NOx是近年来备受广泛关注的高效低耗的气体处理技术。处理燃烧烟气中一般含有3％～8％的氧气，明显降低了生物反硝化脱除NOx效率，制约其工业化应用。本论文强化筛选高效好氧反硝化菌，通过实验室的模拟试验，在此基础上研究处理火电厂烟气的工业性试验规模生物滴滤塔，探讨了NOx在生物滴滤塔中的生化转化机制，揭示了生物滴滤塔内微生物种群多样性及群落结构的演替，提出生物法微生态调控策略，在此基础上发现在烟气环境下具有反硝化作用的功能菌。该论文的研究工作旨在为生物滴滤塔的工业化应用在设计、运行过程以及微生态调控等方面提供理论基础。　　 通过研究在不同的气体条件和系统运行参数下的脱氮效果，并初步分析生物滴滤塔内微生物的生物特征，结果表明，生物滴滤塔在不同氧浓度下都可以实现NOx的脱除。氧气浓度为20％，反硝化装置连续运行20天，647 mg/m3的NO脱氮效果达85％。表明在生物滴滤塔内最终形成有氧条件下特有的生物膜体系，硝化与反硝化在好氧生物膜与厌氧生物膜内同步进行、相互协同，从而实现有氧状态下的高效反硝化过程。　　 经选择性培养基初筛，好氧反硝化率测定复筛，筛选分离出高效好氧反硝化菌种SB1。经16S rDNA序列同源性分析，结合生理生化分析，菌种SB1与恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）最为相似。其生长特征为：菌种SB1生长的最佳碳氮比为5～6，适宜的生长温度为25～35℃。DO在2．0～11．2 mg/L时，24h NO-3脱除率达90％以上，NO-2脱除率也达95％。与目前已报道的几种好氧反硝化菌相比，菌种SB1具有更好的耐氧性能。　　 将已筛选出的菌种SB1接种于生物滴滤塔系统，考察该系统对NOx的去除效率。结果表明，当处理NO浓度为536 mg/m3，氧气浓度在2％～20％范围内的模拟烟气时，生物滴滤塔能有效地去除83％～94％的NOx。NOx的生物去除量与进口的NO浓度之间关系符合Logistic细菌增殖模式。　　 在广州市瑞明燃煤电厂建立一套生物滴滤系统，采用火电厂的烟道气作为研究对象。结果表明，滴滤系统经过挂膜启动阶段和微生物的适应期后，在处理流量分别为120、180和240 m3/h，NOx的入口浓度为298．5～893．8 mg/m3的烟气时，NOx的去除率在64％～95％之间。通过对生物膜样品及循环液的痕量金属离子检测，在生物膜中能检测到大部分的煤粉中特有痕量金属元素（13种），循环液中Ni，As，Cr，Cd，V和Hg远低于100μg/L，说明滴滤塔处理烟气协同去除大部分的重金属，生物膜倾向于富集As、Pb、Ti、Cr、Zr、Y。　　 运用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）技术研究微生物群落演替规律。微生物群落处在动态变化中，在不同运行时期有不同表现，运行前期和中期微生物群落组成、数量和丰度存在明显的时空特征。微生物群落在经过前期的适应烟气环境后，80天时形成以优势种群为主（突出的明亮条带）的微生物群落。与此相对应，此后处理流量为120～240 m3/h的烟气时，NOx脱除效率可达75％以上，微生物群落的变化和系统功能变化相一致。生物滴滤塔运行前后的微生物群落系统发育分析结果表明，在生物膜中以克雷伯菌属（Klebsiella sp．）为优势，同时存在Pseudomonas pachastrellae。在烟气环境下，两种菌属的微生物有很好的协同作用，并结合生物滴滤塔的优化设计和操作，对污染物浓度波动大的锅炉烟气有平稳和高效的去除效果。