由于人类活动的影响,水体氮和磷的过量输入,导致湖泊和江河富营养化日趋加重。目前,生物渗滤系统在去除氮和磷方面应用广泛,其具有成本低,运行简便,效率高等优势。硝酸盐异化还原过程包括反硝化、厌氧氨氧化和硝酸盐异化还原为铵（DNRA）三个重要途径,其中反硝化和厌氧氨氧化过程将硝态氮（NO3--N）转化为氮气,是水体最重要的除氮途径;相反,DNRA过程则将NO3--N转化为氨态氮（NH4+-N）,是水体的氮保留途径。因此,上述三种途径的作用强度将最终决定生物渗滤系统中氮保持和去除的净效果。电子供体的种类和丰富程度是调控上述途径的关键因素。本研究以简单碳源蔗糖、乙酸钠、难降解的复杂有机碳源甘蔗渣、玉米芯、稻草和无机电子供体硫酸亚铁、硫化钠为试验材料,研究基质中不同电子供体对生物渗滤系统氮磷去除的影响以及C/N（DOC浓度/NO3--N浓度）对反硝化和DNRA过程的调控作用,探究硝酸盐的去除途径,为反硝化生物渗滤系统去除氮磷寻找合适的电子供体。主要研究结果如下:（1）通过建立基质中7种不同用量的固体有机碳源（甘蔗渣和玉米芯）的生物渗滤系统,以测试硝酸盐的去除效率,并从元基因组的角度阐明其潜在的脱氮机理。此外,将液态有机碳源乙酸钠添加到污水中,以进一步验证有机碳含量对DNRA和反硝化功能偏移的影响。结果表明:因为反硝化作用的加强,基质中添加高有机碳可以显著促进NO3--N的去除。无论污水中是否添加乙酸钠液体碳源,高甘蔗渣组、高玉米芯组和中玉米芯组中NO3--N去除效率可以超过60%。添加乙酸钠后,低有机碳组与反硝化相关的功能基因（nir S、nap A、nor B和nor C）的丰度显著增加,进一步促进了基质中低有机碳组NO3--N的去除效果,而在高有机碳组中介导DNRA的功能基因（nrf A和nrf H）的丰度显著高于乙酸钠添加前的水平,增加了基质中高有机碳组NH4+-N和亚硝态氮（NO2--N）的积累。这表明高有机碳刺激了不同的微生物,触发了DNRA超过反硝化过程。从反硝化到DNRA过程的转换仅发生在基质中固体有机碳含量高,进水中乙酸钠投入量也高（有机碳浓度大于80 mg/L）的情况下,特别是在高玉米芯组。与甘蔗渣相比,由于玉米芯能够缓慢且连续地释放有机碳,所以玉米芯是基质中更有利于反硝化的有机碳源。因此,在生物渗滤系统中为了促进NO3--N的去除和降低NH4+-N的积累,需要筛选合适的有机碳源（建议多种碳源混合使用）并调节其添加量（低于80 mg/L）。无论是在基质中还是在进水中,有机碳的添加均能提高磷的去除效率,说明有机碳加速了生物除磷的进程。（2）选择蔗糖、甘蔗渣、稻草、硫酸亚铁和硫化钠作为电子供体,通过添加不同的NO3--N进水浓度的模拟试验,研究了NO3--N、NH4+-N、NO2--N等参数的变化规律、NO3--N还原速率以及基质中与NO3--N还原过程相关的功能基因等。研究结果表明:在难降解的天然有机碳源甘蔗渣和稻草处理组中,电子供体的加入显著增加了反硝化功能基因（nir S和nir K）的丰度和反硝化速率,导致NO3--N的去除效率较高（最高时达到68%±2%）。易降解的有机碳源蔗糖在开始的短时间内可能引起溶解性有机碳（DOC）富集,DNRA功能基因nrf A的丰度显著增加,DNRA速率高于反硝化速率,触发DNRA过程,导致NH4+-N的积累。由于反硝化功能基因丰度、速率以及NO3--N的去除效率较低,不推荐使用无机电子供体硫酸亚铁和硫化钠。C/N的降低有利于反硝化作用,但限制了DNRA的发生,最终降低了氮保留量。因而,C/N的调节在反硝化和DNRA转换中起着决定性的作用。此外,添加电子供体能够提高磷的去除效率,说明电子供体加快了生物除磷的过程。综上所述:基质中添加难降解的天然有机碳源（甘蔗渣、玉米芯、稻草）可以显著促进NO3--N的去除效果（去除率约为70%）。由于反硝化功能基因丰度、速率以及NO3--N的去除效率较低,不推荐使用无机电子供体硫酸亚铁和硫化钠。建议以基质中缓慢、持续释放DOC的固体碎屑作为主要有机碳源,进水中添加的液体有机碳作为补充碳源。因此,筛选合适的电子供体（建议多种碳源混合使用）并调节其添加量（低于80 mg/L）,对促进生物渗滤系统中NO3--N的去除和减少NH4+-N的积累极其重要。