随着全球变暖急剧加速，如何控制温室气体排放已经成为亟待解决的重要问题。其中N₂O是一种重要的温室气体，虽然在大气中的含量比CO₂低，但是其增温效应却是CO₂的200多倍；此外，N₂O还会造成臭氧层破坏，引起酸雨和光化学烟雾等环境问题，因此大气中的N₂O已经成为影响全球气候变化、威胁人类生存健康的重大问题。在众多的N₂O释放源中，污水生物脱氮过程对N₂O释放的贡献不容忽视，其中最近兴起的部分亚硝化—厌氧氨氧化自养生物脱氮组合工艺虽然在节能、高效方面表现突出，但是运行过程中N₂O的释放也是一个限制其推广发展的重要因素，尤其是部分亚硝化反应产生了绝大部分的N₂O。作为厌氧氨氧化反应的前置反应，对部分亚硝化过程中N₂O的释放研究至关重要，因此，积极地研究部分亚硝化过程中N₂O的产生过程和影响因素，具有重要的现实意义。本论文以兼具SBR反应器和生物膜反应器优点的SBBR反应器为研究对象，对人工配制的高氨氮废水在间歇曝气的条件下，启动并长期稳定运行部分亚硝化过程，并对不同工艺条件下（进水氨氮浓度、盐度）部分亚硝化过程进行了系统研究，分析其影响N₂O释放的重要因素；采用分子生物学技术，研究了部分亚硝化过程中系统内与N₂O释放相关的微生物群落结构的变化。主要研究内容及结果如下：（1）在间歇曝气的条件下，SBBR反应器中高氨氮废水经过30多天污泥处理，实现了部分亚硝化，并能长期稳定运行。整个反应过程分为启动阶段（1-31天）和稳定运行阶段（32-133天），出水中亚硝氮与氨氮浓度之比基本维持在1:1，硝氮始终维持在较低水平。在第107天，对部分亚硝化过程中的典型周期进行测定，研究发现随着反应的进行，氨氮浓度逐渐降低，而亚硝氮浓度却逐渐积累。在整个周期中，N₂O的累积释放量达到22.08mg，占氮负荷的1.36%，其中，N₂O的释放随时间的变化可以用公式y=0.0333x-0.4298（R²=0.9941）来表示。在SBBR部分亚硝化反应长期运行过程中，N₂O的释放量大约为（26.63±4.99，n=5）mg，即N₂O的释放量占氮负荷的（1.50±0.22，n=5）%。（2）采用PCR-DGGE、克隆测序等分子生物学技术，对部分亚硝化过程中与N₂O释放相关的微生物的群落结构变化进行了分析。结果表明：随着部分亚硝化反应的持续运行，SBBR反应器中的微生物群落也发生了变化，与亚硝化有关的微生物Acidobacteria，Cytophagales及Hyphomicrobiaceae逐渐被富集成为优势菌，而微生物Arcobacter和Nitrospira在曝气和高温条件下逐渐被筛除。（3）部分亚硝化反应稳定运行后，针对不同工艺条件（不同进水氨氮浓度和盐浓度）对部分亚硝化过程中N₂O的释放影响进行了研究。研究发现，随着进水氨氮浓度的增大，N₂O的释放量也逐渐增大；随着盐浓度（NaCl）的增大，N₂O的释放量也逐渐增大。