本论文以实验室已有异养硝化-好氧反硝化细菌Pseudomonas stutzeri XL-2（GenBank登录号KY435925）作为研究对象,考察该细菌的异养硝化特性和好氧反硝化特性,并进一步采用分子生物学及生物信息学手段对P.stutzeri XL-2脱氮关键酶的基因进行分析,以明确细菌XL-2的氮代谢机制。最后将细菌XL-2投入内循环气升式间歇反应器（sequencing batch airlift reactor,SBAR）,与活性污泥混合培养颗粒污泥,考察该细菌在SBAR中促进颗粒形成和强化生物脱氮的效果。论文主要结论如下:（1）P.stutzeri XL-2在不同有机碳浓度,及不同有机碳类型条件下,均能够将NH₄⁺-N转化为NO₃^--N,认为P.stutzeri XL-2具有异养硝化性能。PCR扩增实验结果显示,P.stutzeri XL-2存在氨单加氧酶基因（amo）和羟胺氧化酶基因（hao）,因此认为,P.stutzeri XL-2的异养硝化途径可能为NH₄⁺-N→NH₂OH→NO₂^--N→NO₃^--N。不同氧环境实验中,P.stutzeri XL-2能够在不同转速下还原NO₃^--N。PCR扩增实验结果显示,P.stutzeri XL-2内存在硝酸盐还原酶基因（nap）、亚硝酸盐还原酶基因（nir）、一氧化氮还原酶基因（nor）和氧化亚氮还原酶基因（nos）,且这四种反硝化关键酶基因在荧光定量实验中能够表达。因此认为P.stutzeri XL-2的反硝化途径可能为NO₃^--N→NO₂^--N→N₂O→N₂。（2）建立SBAR1和SBAR2反应器,并将P.stutzeri XL-2投加到SBAR2反应器中。在反应器启动的初始阶段,污泥没有固定的形态和边缘轮廓,整体比较松散。第一阶段（NH₄⁺-N浓度为50 mg/L）末期,两反应器中污泥粒径大于0.36 mm的颗粒比例均小于50%,颗粒化都不完全;第二阶段（NH₄⁺-N浓度为80 mg/L）末期,SBAR1污泥粒径大于0.36 mm的颗粒体积占比为68.2%;SBAR2污泥粒径大于0.36 mm的颗粒体积占比为73.8%,颗粒化完全。第二阶段期末,两反应器中的颗粒呈球状,表面光滑,边缘轮廓清晰,颗粒表面均以球菌为主。此时,SBAR1和SBAR2污泥的MLSS分别为9.2 g/L和10.2 g/L,平均SV₃₀分别降为31%和27%,对应平均SVI为34 mL/g和27 mL/g。从整体结果来看,SBAR2污泥量高于SBAR1,沉降性也较优。（3）第二阶段中后期SBAR1出水平均NH₄⁺-N去除率为96.0%,平均TN去除率为86.5%;SBAR2出水平均NH₄⁺-N去除率为96.1%,平均TN去除率为94.6%。在提高进水NH₄⁺-N浓度后,投加P.stutzeri XL-2对颗粒的NH₄⁺-N降解性能几乎没有影响,但是能够提高TN的去除率。这一阶段SBAR1出水中的NO₃^--N平均积累量为6.4 mg/L,而SBAR2出水中平均NO₃^--N积累量仅为0.4 mg/L。投加P.stutzeri XL-2可能能够从改善颗粒反硝化效果方面,优化颗粒脱氮性能。第二阶段SBAR1和SBAR2出水NO₃^--N差异相对第一阶段明显,提高进水底物负荷可能有利于富集P.stutzeri XL-2。（4）细菌Flavobacterium被认为是颗粒成熟的标志之一,SBAR1污泥中Flavobacterium占比从第一阶段期末的0.8%上升到第二阶段期末的7.1%;SBAR2污泥中Flavobacterium占比从第一阶段期末0.6%上升到第二阶段期末的10.2%,SBAR2污泥颗粒化程度更高。第二阶段期末,SBAR1和SBAR2污泥中,Hydrogenophaga属的丝状菌占比分别为13.4%和1.8%;Filimonas属的丝状菌占比分别为1.8%和0.7%。这两种属的细菌以构成骨架的方式参与颗粒的形成。Acinetobacter、Enterobacter、Shinella、Flavobacterium、Diaphorobacter和Pseudomonas属细菌都存在关于异养硝化和好氧反硝化特性的报道。Comamonas、Hydrogenophaga属细菌能够进行厌氧反硝化作用。两反应器群落中都存在自养硝化细菌,如Nitrosomonas属等。两反应器内均是以异养硝化作用和好氧反硝化作用为主要氮转化途径,但是也都存在自养硝化和厌氧反硝化途径。（5）SBAR1培养所得污泥中P.stutzeri XL-2的占比始终为0;SBAR2污泥中P.stutzeri XL-2的占比从第一阶段期末的0.4%提高到第二期末的4.9%。这与SBAR2颗粒污泥粒径普遍大于SBAR1污泥,SBAR2出水NO₃^--N的浓度相对较低,总氮降解效率较高相对应。