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城市污水厂尾水回用作为高品质再生水或水源地补充水时的最大限制因素是其TN浓度较高,并且NO3--N占比80%以上,因此如何削减TN中的NO3--N成为脱氮亟待解决的问题。在长期调研污水厂尾水水质的基础上,利用移动床生物膜反应器(MBBR)对城市污水厂尾水进行反硝化深度脱氮,考察了填料类型、填充率(Filling Ratio, FR)、C/N比、碳源类型和水力停留时间(Hydraulic Retention Time, HRT)对MBBR运行效果的影响,并结合基于反硝化基因的末端限制性片段长度多态性分析(TRFLP)和荧光定量PCR (qPCR)等分子生物学手段,分析了不同运行条件下的微生物群落特征。温度为25+1℃、HRT为12 h、甲醇投加量为19.0～25.5 mg/L、FR为30%时,比较商品化的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氨酯泡沫体(PUF)和陶粒(Haydite)四种填料,结果表明PE填料MBBR对氮和有机物的处理效果优于其他填料,且nosZ基因群落多样性和均匀度均高于其他填料,narG和nosZ基因丰度最高,认为PE填料是最优填料。以PE为填料,FR为30%和40%的MBBR对氮和有机物处理效果优于20%和50%。FR为30%时,nosZ基因群落结构多样性和均匀度均较高,narG和nosZ基因丰度随FR的增加而增加,但趋势并不明显。优化出30%是最优FR。PE为填料、30%FR、12h HRT时,考察C/N比为4.6、6.7、8.0和8.4时对MBBR氮和有机物去除效能的影响,结果表明：C/N比为4.6时,系统的反硝化率最高,nosZ基因群落结构多样性和均匀度均较高,narG和nosZ的基因丰度最高。C/N比大于8.0时,系统发生硝酸盐异化还原为铵反应,NH4+-N浓度升高,TN去除率下降。选择4.6为最优C/N比。PE为填料、30%FR、12hHRT口4.6 C/N比时,考察甲醇和乙酸钠两种外加碳源对MBBR脱氮和有机物去除效能的影响,结果表明：碳源为甲醇时去除效能优于乙酸钠,乙酸钠为碳源时nosZ基因丰度远低于甲醇,可能此反硝化过程不完整,会产生更多中间气体NO和N2O等。选择甲醇为最优碳源。PE为填料、30%FR、12hHRT、4.6C/N比和甲醇为碳源时,考察HRT为12h、8h和4h时对MBBR脱氮和有机物去除效能的影响,结果表明：4h到12h范围内,HRT对N03--N去除率影响不大,HRT为8h时MBBR对有机物的去除率最高,且narG和nosZ的基因丰度最高。选择8h为最优HRT。综合考虑MBBR系统脱氮、有机物去除效能以及微生物群落特征等,适用于处理城市污水厂尾水的反硝化MBBR的最优运行条件为：PE填料、30%FR、4.6 C/N比、甲醇为碳源和8h HRT。