随着社会经济的不断发展,地下水硝酸盐污染日益加剧,对环境和人体健康存在巨大的威胁。固相反硝化是高效稳定去除地下水硝酸盐的生物技术。本研究以聚己内酯（PCL）作为微生物的挂膜载体和碳源供体,建立固体碳源生物膜反硝化柱系统去除地下水中的硝酸盐,分析反应器填料填充率和水力停留时间（HRT）对反硝化的影响,探索系统运行的适宜运行工况,同时考察了Cu²⁺对反应器脱氮和吸附Cu²⁺效果的影响规律,了解反硝化柱的铜金属耐受性,并探究了更换率和更换方式对系统脱氮性能恢复能力的影响以确定合适的更换方法,同时使用该更换方法进行了长期运行试验验证方法可行性。试验借助关键酶活性检测和微生物菌群分析了解微生物脱氮的微观变化,为地下水硝酸盐污染修复技术提供重要的理论依据。主要得出以下结论:（1）填充率和水力停留时间对固体碳源生物膜反硝化柱脱氮效果影响显著,其中填充率为40%的系统的供碳量适宜,硝酸盐氮平均去除率可达94%,系统内碳源充足时,提高进水氮负荷,系统仍可处于完全反硝化;HRT为4h时,反硝化作用彻底且副产物产量小,硝酸盐氮平均去除率为88%,平均出水TOC浓度为20.51 mg/L。由此可知,填充率为40%、HRT为4h满足固体碳源生物膜反硝化柱进行长久高效稳定运行,是适宜的运行工况。（2）在铜金属耐受性试验中得知,Cu²⁺浓度较低时(ρ(Cu²⁺)≤1.10mg/L),金属铜对固体碳源生物膜反硝化柱高效稳定脱氮,总氮平均去除率高于93%,对Cu²⁺平均吸附率大于85%;当水环境中Cu²⁺浓度高于4.67 mg/L时,反硝化柱的反硝化作用受到显著的可逆性抑制,对Cu²⁺吸附作用也产生影响,系统脱氮、吸附性能随浓度增加而变差,Cu²⁺浓度为4.67mg/L和11.00mg/L时,系统总氮平均去除率分别为84.47%和59.87%,且可恢复至89.70%和67.43%,吸附率变化幅度11.91%和18.85%。（3）探索填料更换方法研究中发现,采用以纵取方式更换30%填料的更换方法,固体碳源生物膜反硝化柱恢复脱氮性能最佳。反应器B#使用该更换方法成功运行200天。通过以上的试验研究,表明固体碳源生物膜反硝化柱利用聚己内酯做填料可以高效稳定长久的去除地下水中的硝酸盐。