燃煤电厂烟道气中的NOx和SO₂给大气环境带来严重的破坏,而传统的工业烟气脱硝和脱硫工艺存在投资建设成本高、占地面积大、二次污染等问题。生物同步脱氮脱硫技术以其低成本、环境友好等特点受到越来越多研究者的关注。烟道气一般含有3%-8%的O₂,经除尘及其他处理后余温仍有50℃左右。本论文以中温烟道气中NO和SO₂为研究对象,从功能菌的环境响应特性、液相SO₄^2-/NO₃^-同步生物还原、生物滤塔（BTF）同步脱除NO/SO₂等方面研究了O₂对污染物和中间产物的转化规律的影响,并基于Illumina Miseq高通量测序技术对BTF系统中微生物群落在不同O₂条件下的响应规律进行了探索:（1）分别研究了不同环境因素下脱氮和脱硫体系的响应特性,结果表明C/N=15,C/S=3,DO<0.15 mg/L且p H=7.5时,脱氮和脱硫体系对NO₃^-和SO₄^2-的去除能力最强,此时中间产物积累少,S⁰还原程度高,达到60 mg/L的最大值。脱氮和脱硫系统中功能菌在45℃的中温条件下仍能发挥作用。（2）研究了DO对液相中SO₄^2-/NO₃^-同步生物还原过程,发现当DO<0.15 mg/L时,NO₃^-去除率最高达94%,系统无明显中间产物积累,脱氮性能随O₂浓度升高而下降明显。硫酸盐还原菌（SRB）的活性与DO浓度成反比,缺氧环境最高去除率为94.1%。DO=0.15 mg/L时的微氧条件对硫氧化菌（SOB）活性具有促进作用。底物动力学实验表明SRB活性受NO₃^-抑制,且SO₄^2-最终去除率与初始NO₃^-浓度呈负相关。（4）研究了O₂对BTF系统中同步脱硝脱硫的影响。5%的O₂浓度条件下观察到最高NO去除率为96.5%,O₂浓度继续升高导致NO去除率下降和中间产物积累。SO₂去除效率整体上随O₂增加呈现降低的趋势,在3%的O₂浓度条件下达到93.6%去除率。S⁰随着O₂浓度先增加后减少,且在5%的O₂浓度下达到了75.9%的最高回收率。该阶段较低的S^2-浓度可减轻对反硝化菌（DNB）的抑制,间接促进NO₃^-的还原。因为微氧条件可以促进SOB将其转化为S⁰,O₂浓度高于8%时S^2-和S⁰浓度都呈现下降趋势,此时S元素主要以SO₄^2-形式存在于体系中。（5）对微生物进行Illumina Miseq高通量测序,发现当O₂浓度3%-5%时微生物多样性水平最高。门水平上优势菌为变形杆菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）等。属水平上优势菌为热单胞菌（Thermomonas）、丛毛单胞菌（Comamonas）、假黄单胞菌（Pseudoxanthomonas）。微生物种群结构与NO/SO₂脱除规律相一致。假单胞菌（Pseudomonas）、副球菌（Paracoccus）、硫杆菌（Thiobacillus）等可以同时发挥反硝化和硫氧化功能。当O₂浓度不高于8%时,硫单胞菌（Thiomonas）为SOB优势属。在3%的O₂浓度下,SRB在属水平上的含量最高,优势菌为脱硫弧菌属（Desulfovibrio）。层次聚类分析表明,微生物群落差异整体上与O₂具有明显的相关性。