氮类污染物是城市污水中的一类主要污染物,水体中氮过量将会造成水体富营养化及地下水污染,其中硝氮是污水厂中重要的出水指标之一。随着城镇污水处理厂污染物排放标准的日益严格,传统的脱氮工艺的缺陷可能导致出水氮超标。同时随着社会不断发展,有机微污染物（OMPs）也不断进入水生环境中,OMPs已被证明与多种疾病和人体健康问题相关,然而其在城市污水中的处理尚未引起足够的重视。一般污水厂主要通过深度处理对OMPs进行去除,然而常用的工艺通常成本高、易产生二次污染、水力负荷较小,且通常生物二级处理对OMPs的去除效果不佳,因此如何在生物法中直接高效地去除OMPs成为值得探索的问题。基于此,本研究以布洛芬作为典型OMPs的代表,使用泡沫炭作为生物载体构建复合生物反应器,探究其强化反硝化同步降解布洛芬效果,并对相关作用机理进行研究。主要研究内容及结论如下:首先,进行了反硝化同步降解布洛芬的特性研究。结果表明,布洛芬在厌氧条件下难以被生物降解,反硝化则需要在厌氧条件下进行,因此设置微氧为本研究反应器的溶解氧条件。葡萄糖为本研究最适电子供体。布洛芬的去除在8 h-12 h间效率最高,因此,设置反应器水力停留时间（hydraulic retention time,HRT）为12 h。批次实验中泡沫炭的加入使布洛芬生物降解率从3.5%提升至46.6%,体现了其显著的强化性能。其次,建立复合生物反应器开展了泡沫炭强化反硝化同步降解布洛芬的研究。结果显示,泡沫炭能够显著提升污泥的硝氮去除率与布洛芬降解率,在C/N比为6:1时,硝氮去除率几乎达到100%,高于活性污泥（80%）与聚氨酯泡沫（90%）对照组。同时,布洛芬降解率也能够达到几乎100%,且在C/N为4:1时也表现出较高值。充分体现了泡沫炭对于反硝化同步降解布洛芬的强化作用。最后,对反硝化同步降解布洛芬的机理进行了探究,扫描电镜结果显示,泡沫炭表面形成了致密稳定的生物膜,且生长良好,适宜不同微生物生长。反应器中生物膜与悬浮污泥中脱氢酶（Dehydrogenase,DHA）、硝酸盐还原酶（Nitrate reductase,NR）和亚硝酸盐还原酶（Nitrite reductase,NIR）酶活性测定结果显示,泡沫炭表面生物膜DHA活性比活性污泥高66%,NR、NIR活性为活性污泥2倍以上。群落结构分析显示,泡沫炭反应器中微生物多样性有所提高,且与反硝化及有机物降解相关的优势菌属（如Saccharibacteria genera incertae sedis）相对丰度有所提高。综上,泡沫炭能通过负载生物膜提高其中微生物相关酶活性、相关微生物丰度等方式强化复合生物反应器的反硝化同步降解布洛芬的反应,并能在一定时间内保持稳定的强化效果。