随着城市化进程的加快,污染物排放日益增加,城市河道中污染物的浓度也越来越高,导致了黑臭河道的产生。改善城市河道水质,特别是消除河道黑臭现象,是目前城市可持续发展的迫切需要。高浓度的碳（C）、磷（P）、氮（N）负荷导致水环境失衡,水体“自净作用”受到抑制,被认为是造成河道黑臭现象的主要原因。在此背景下,本文对黑臭河道中氮循环相关的微生物群落进行了研究;并针对黑臭河道的氮污染特征,开展了复合菌群和生物质炭固定化微生物强化脱氮方面的研究。本文的主要研究结论如下:（1）同郊区河道相比,城市黑臭河道水体中NH4+-N、TN污染严重,其底泥中的TN、TOC含量显著高于郊区河道;城市黑臭河道底泥中受高氮和有机质含量影响,物种多样性显著降低,厌氧反硝化菌及聚磷菌等明显增多。黑臭河道水体中硝化和反硝化过程均未表现出明显的抑制;硝化菌群中以Nitrobacter为主,而反硝化菌群中及Rhodocyclaceae占据优势地位。黑臭河道底泥中硝化过程明显受到抑制,以Nitrosospira为主;反硝化菌群物种多样性显著低于郊区,Acinetobacter占据绝对优势地位。（2）通过构建氨氮去除复合菌群,发现菌群复合能够实现优于单菌的脱氮效果;包含假单胞菌（Pseudomonas）N1 1的氨氮去除复合菌群对氨氮的去除效果最好,最大去除率在92%～98%范围内波动,6 h内平均去除速率介于6.13～8.17 mg·L-1·h-1之间,明显优于各单菌;通过构建反硝化复合菌群,发现N3/N4和N1/N3/N4复合菌群对硝酸盐具有良好的去除效果,12 h内对硝酸盐的去除率达到90%左右,平均去除速率为3.75 mg.L-1·h-1。高效氨氮去除-反硝化复合菌群24 h对总氮的去除率达到90%以上,具有良好的脱氮效果,为今后黑臭河道高氨氮、总氮的脱除提供了新的思路。（3）以松树炭、花生壳炭、竹炭、圆币草炭、芦苇炭作为固定化载体,研究了它们对NH4+-N、NO3--N的吸附特性。结果表明,各生物质炭对NH4+-N、NO3--N的吸附等温线均符合Freundlich等温吸附方程,吸附过程属于多层吸附。各生物质炭对NH4+-N、NO3--N的吸附更符合二级动力学,吸附过程中既有物理扩散作用,也存在化学吸附。其中花生壳炭对NH4+-N的吸附效果最好,最大吸附量为4.98 mg·g-1;而圆币草炭对NO3--N的吸附效果最好,最大吸附量为2.84 mg.g-1。（4）在5种生物质炭生物质炭中,固定化圆币草炭对氨氮去除效果最好,4 h去除率达到92.31%,平均去除速率为3.46 mg·L-1·h-1;同时,其对硝酸盐的去除率最高,8 h达到94.82%,平均去除速率为1.77 mg.L-1·h-1。这主要是生物质炭吸附和微生物降解二者协同作用的结果。