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近年来,我国大量排放的生活污水和工业废水中氮污染物包括氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等含量较高,导致水体富营养化日益严重,同时危害人体健康。目前,好氧颗粒污泥（AGS）技术作为新型污水处理技术是当前最有应用价值的生物处理新技术之一,弥补了传统生物处理法如活性污泥法和厌氧生物处理的不足。然而,随着我国污水排放标准日益严格,由于废水处理过程中存在碳氮比失衡和碳源不足等原因,单一好氧颗粒污泥协同生物脱氮技术难以实现高效硝化反应、后续反硝化反应以及总氮去除率达标,并且在脱氮过程中还会伴随大量温室气体如氧化亚氮（N2O）的释放造成臭氧层破坏和全球气候变暖等诸多问题。此外,好氧颗粒污泥本身受对碳源需求的限制,许多研究大量使用液体碳源满足好氧颗粒污泥协同生物脱氮过程中的碳源会造成过度浪费和二次污染等环境问题。因此,本论文基于好氧颗粒污泥技术,协同其他生物脱氮工艺,研究了生物脱氮过程中N2O释放特性,确定好氧颗粒污泥协同脱氮工艺以及其耦合系统中优势菌群和功能微生物和微生物产物的特性,为进一步加强后续反硝化、实现总无机氮去除和改善出水水质提供理论依据。主要内容和结论如下:1.利用光条件协同好氧颗粒污泥实现短程硝化,反应器运行150天后,总无机氮（TIN）去除效率和亚硝酸盐积累率（NAR）分别为63.6%和88.5%。（SOUR）NH4和（SOUR）NO2比例从1增加到2.8,表明NOB活性受到抑制。AGS-PSBR中藻类的存在导致N2O的释放速率最高达12.9μg/min。AGS-PSBR中的生物群落表现出显着差异,在200μmol/m2s的照度下,有Nitrosomonas菌的富集。2.在好氧颗粒污泥耦合固相反硝化分段式反应器中进行生物脱氮。在整个阶段中,出水NH4+-N和TIN分别高达99.6%和99.4%。在一个周期内好氧颗粒污泥硝化过程（AGS-SBR）和固相反硝化（PBS-SBR）过程中,最高N2O释放速率分别为12.9μg/min和4.6μg/min。组分2的荧光强度得分在AGS-SBR中从0.66降低到0.15,在PBS-SBR中从0.02增加到0.05,这表明蛋白类物质可能在硝化过程中被利用,而缺氧条件下硝酸盐或亚硝酸盐的反硝化可以刺激溶解性微生物产物（SMP）的产生。微生物群落分析表明,Thauera是AGS-SBR的主要属,而Hydrogenophaga Simplicispira和Thiomonas是PBS-SBR的主要属。3.将耦合的分段式反应器一体化,利用额外投加的PBS粉末作为碳源强化AGS系统中的生物脱氮。PA-SBR最终实现了总无机氮的去除,最终出水TIN去除率为98.4%。在一个周期内,NH4+-N、NO2--N和NO3--N浓度最终都低于0.1、0.2和0.1 mg/L,实现了总无机氮的去除。在一个周期内,PA-SBR与A-SBR的N2O释放速率最大差值为0.8μg/minn。在PA-SBR中,整个过程中色氨酸蛋白质、富里酸、腐殖酸和芳香族蛋白质类物质三维荧光强度分别从较低水平升高至243.4和400.5 a.u.,表明PBS向AGS提供了足够的碳源,因此SMP没有作为碳源被消耗。