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污水生物处理工艺相较于物理化学工艺具备耗能低、效率高等优点,已经在国内外广泛应用。其脱氮过程主要依靠异养反硝化,在缺氧池中投加碳源。这增加了部分运行费用,出水中COD的浓度也随之升高,且污泥产量与后续处理费用较高。此外,回流的硝化液中存在少量的DO,会抑制异养反硝化菌的活性。本研究构建了沼气脱硫同步生活污水脱氮工艺系统,将污泥厌氧消化产生的沼气通入经参数优化稳定运行的异养反硝化工艺,构建混养反硝化体系,沼气中的H2S可以作为自养反硝化的电子供体。探究不同H2S浓度对工艺系统运行效能的影响。同时分析不同运行参数下反应器中功能微生物的演替规律,并对该工艺系统进行经济性评估,明确其应用前景。该工艺系统由两部分组成:（1）BD-IAHD单元（EGSB反应器）,缺氧条件下产甲烷菌去除污水中部分COD,同时自养反硝化菌利用沼气中的H2S作为电子供体,将NO3-还原为NO2-,异养反硝化菌利用剩余的COD作为碳源和电子供体将NO2-还原为N2。（2）AN单元（BAF反应器）,主要发生硝化反应和COD的好氧氧化。采用反应器分别启动再组合的方式,待BD-IAHD单元和AN单元均成功启动且稳定运行后,将BD-IAHD单元的出水作为AN单元的进水,AN单元的出水部分回流至BD-IAHD单元,回流比为3:1。此时BD-IAHD单元的HRT为12h,AN单元的HRT为4h,工艺系统COD、NH4+-N、TN的去除率分别可以达到7880%,96100%和6871%。当BD-IAHD单元的HRT缩短为6h,AN单元的HRT缩短为2h后,COD、NH4+-N、TN的去除率分别可以达到7274%,90100%和6472%。此时由于COD的去除率略有下降,后续将AN单元的HRT增大至4h,BD-IAHD单元的HRT保持不变,工艺系统COD、NH4+-N、TN的去除率分别可以达到8688%,96100%和6472%。工艺系统出水COD、NH4+-N和TN的浓度分别为45、1和5mg/L。由此确定该工艺系统的两个单元的最佳HRT分别为6h和4h。在此条件下向BD-IAHD单元中通入H2S含量为1.5%的沼气,通气的初始阶段,BD-IAHD单元出水的NH4+-N浓度由原来的2 mg/L迅速升高至15 mg/L,TN的去除率下降至50%。10d之后,系统的TN去除率恢复到70%,并逐渐升高到85%,工艺系统出水COD、NH4+-N和TN浓度分别降低至40、1和3 mg/L。减小沼气中H2S的浓度至1.2%和0.9%对工艺系统的运行效能几乎没有影响。此外,出气中H2S的浓度降低至0 mg/L,实现了沼气净化的目标。对BD-IAHD单元不同运行阶段的活性污泥进行Illumina高通量测序,结果表明,通沼气之后,微生物群落的丰富度和多样性均有提升。不同运行条件下微生物的最优门均为Proteobacteria。与脱氮密切相关的Bacteroidetes在未通沼气且HRT为6h时的丰度为19%,通入H2S含量为1.5%的沼气后,其丰度下降到12.9%,在H2S浓度降低至1.2%和0.9%之后,其丰度又逐渐升高到15%。说明通入1.5%H2S含量的沼气对该门类微生物造成了冲击,较低的H2S浓度,如1.2%和0.9%条件下,又逐渐恢复。沼气通入后对产甲烷菌Anaerolinea的丰度由4.64%降低至1.54%,Bacteroides的丰度由1.58%升高到4.47%。Bacteroides代替Anaerolinea成为了优势属。在BD-IAHD单元的HRT为6h且未通沼气的情况下,异养反硝化菌Comamonas的丰度为0.53%。通沼气后,丰度升高至1.07%,降低H2S浓度至1.2%和0.9%之后其丰度分别为0.66%和0.84%。通沼气之后的整体丰度和未通沼气阶段相比有小幅度提升。可同时代谢硫氮碳的Pseudomonas在未通沼气情况下的初始丰度为0.15%,HRT降低至6h之后,其丰度升高至0.35%。通入H2S为1.5%的沼气后,其丰度升高至0.82%,后续将H2S的浓度降低至1.2%和0.9%,其丰度变化不大,分别为0.73%和0.74%。对以沼气脱硫同步生活污水脱氮工艺为主体工艺的工程项目进行经济评估,计算得出该工程项目的吨水投资建设成本为1176.1元/m3。污水处理运行成本为0.4766元/m3,污泥处理成本和净化后沼气发电收益均折合成污水处理成本分别为0.216元/m3和0.133元/m3,可算出净运行成本为0.5596元/m3。