污水生物脱氮的过程中面临着C/N过低,碳源不足导致出水总氮过高的问题,短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺可实现低C/N条件下氮和有机物的同步去除。然而,关于短程反硝化及厌氧氨氧化的强化措施还不充分,同时已有研究多是通过接种成熟反硝化和厌氧氨氧化污泥来完成启动。本研究分别构建短程反硝化及厌氧氨氧化反应体系,考察了调控因子对短程反硝化和厌氧氨氧化及其耦合工艺性能的影响,从颗粒污泥物理特性及微生物多样性和群落结构揭示其作用机制。本研究创新性的提出低强度超声波和高碱度条件对短程反硝化有强化作用,探索了同源污泥分别开展短程反硝化和厌氧氨氧化的可行性。主要研究内容及结论如下:（1）调控因子对短程反硝化的影响研究。批次实验表明,在超声波声能密度为0.1 W/m L,辐照时间为10 min,间隔24 h的条件下,NO2--N的积累浓度较对照组可提升16.63%;在p H为11条件下,NO2--N的积累浓度较对照组可提升1.77倍。在批次实验的基础上,连续式短程反硝化系统在温度为27℃,HRT为4 h,进水NO3--N为45 mg/L时,NO2--N积累可达19.28 mg/L,NAR可达51%。低强度超声波及p H的提升使颗粒污泥表面变粗糙,孔隙增多,粒径由大到小转化,C/N的提升有助于污泥的颗粒化过程。在超声波声能密度＜0.2 W/m L,辐照时间＜20 min和p H为7.9～10的条件下均能促进EPS的分泌。短程反硝化系统中存在7种反硝化功能菌属,p H为11的条件下短程反硝化功能菌Thauera和Hydrogenophaga较初始颗粒污泥的0.13%和1.72%提升至1.35%和4.75%,C/N的提升有利于反硝化菌群的生长繁殖。（2）调控因子对厌氧氨氧化的影响研究。在45天内完成了厌氧氨氧化系统的启动,在进水NO2--N、NH4+-N为30 mg/L,NO2--N/Na HCO3为1.5,HRT为4 h,温度为35℃的条件下,达到系统的最高NH4+-N容积负荷0.18 kg/（m~3?d）,NH4+-N、NO2--N、COD去除率分别稳定在90%、98%和70%以上,出水NO3--N浓度稳定在7.98～8.75 mg/L。厌氧氨氧化颗粒污泥经274天的连续培养,表面逐渐光滑,且能观察到新生微小聚集体附着。厌氧氨氧化体系中含2种厌氧氨氧化功能菌,分别是Candidatus＿Brocadia和Candidatus＿Anammoxoglobus,其中Candidatus＿Brocadia为主要功能菌,最高富集占比可达22.97%;荧光定量PCR检测表明在厌氧氨氧化反应器稳定运行的条件下,厌氧氨氧化功能菌基因丰度可稳定至9.08×10~9copies/g VSS左右。（3）基于同源污泥的短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺的脱氮效果研究。厌氧氨氧化反应器重新接种短程反硝化同源污泥,在33天内完成启动后与短程反硝化耦合,耦合工艺在进水NO3--N为45 mg/L,COD为110 mg/L,NH4+-N为15 mg/L的条件下,NH4+-N去除率维持在90%以上,COD、NO3--N去除率均可稳定在80%以上。同源污泥经驯化后形貌差异明显,短程反硝化颗粒污泥表面有一层硬化物质,由众多条状、球状的聚集体挤压黏结形成颗粒结构,厌氧氨氧化颗粒污泥被丝状菌包裹,表面蓬松且孔隙较多。同源污泥中微生物优势功能菌会朝着不同的方向演化,即在短程反硝化反应器内短程反硝化功能菌Hydrogenophaga、Thauera和Halomonas较初始颗粒污泥的0.93%、0.13%和0%分别富集至13.14%、13.10%和8.47%,Halomonas为连续式短程反硝化系统所特有的短程反硝化功能菌;在厌氧氨氧化反应器内厌氧氨氧化功能菌Candidatus＿Kuenenia、Candidatus＿Anammoxoglobus和Candidatus＿Brocadia较初始颗粒污泥的0%分别提升至5.50%、0.22%和0.02%。本研究紧扣污水生物脱氮的技术需求,构建基于同源污泥的短程反硝化和厌氧氨氧化及耦合生物脱氮体系,探明短程反硝化和厌氧氨氧化的影响因素和反应机理,为加强短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺的可行性和稳定性提供理论基础。