随着经济社会的发展,人们对水环境的要求越来越高,寻求高效节能的废水处理技术已经成为了社会研究的热点。厌氧氨氧化（Anammox）是最有应用前景的废水生物脱氮工艺之一,它不需要外加碳源及曝气。短程硫自养反硝化过程可以产生亚硝态氮,从而为Anammox提供基质。以硫化物为电子供体的硫自养反硝化耦合厌氧氨氧化（SDAD-Anammox）系统可以实现氨氮、硝态氮和硫化物的同步去除。随着底物浓度的升高,耦合系统中硫自养反硝化和Anammox的竞争可能会加剧,从而影响系统的脱氮性能。甜菜碱作为一种相容性溶质和有机物,或许能提高耦合系统的脱氮效果。因此本研究将探究底物浓度和甜菜碱对SDAD-Anammox工艺的影响。首先以某城市污水处理厂厌氧区污泥为接种污泥,经过40天的运行,成功启动硫自养反硝化反应器,硫负荷速率和氮负荷速率分别为0.96 kg S/（m~3·d）和0.24 kg N/（m~3·d）,S2-和NO3--N去除率分别达到98.9%和97.3%。当NO3--N/S2-（摩尔比）为1.14时,NO2--N积累率达到62.1%,通过调节NO3--N/S2-可以实现亚硝氮的积累。其次启动SDAD-Anammox耦合系统并探究底物浓度对其的影响。当NH4+-N:NO3--N:S2-（摩尔比）的比值为1:1.26:0.79时,S2-和总氮去除率分别达到100%和94.8%,耦合系统成功启动。实验结果显示升高底物浓度会导致耦合系统的NH4+-N去除率明显下降,但对S2-和NO3--N去除率影响不大。随着底物浓度的提高,Anammox过程的脱氮贡献率下降明显。高通量测序结果显示,Candidatus Kuenenia、Candidatus Brocadia和Thiobacillus是耦合系统主要的功能菌。升高底物浓度会导致Candidatus Kuenenia和Candidatus Brocadia相对丰度下降,而Thiobacillus的相对丰度有所上升。UASB反应器中微生物群落在垂直方向分布有明显不同,上层污泥中Anammox菌相对丰度明显高于下部污泥。实验结果表明,随着底物浓度的升高,耦合系统中硫自养反硝化和Anammox对亚硝氮的竞争加剧,且UASB反应器的结构可以使Anammox菌在反应器上层保持较高活性。最后探究了甜菜碱对SDAD-Anammox耦合系统的影响。连续流实验结果显示加入0.5 m M的甜菜碱对耦合系统的脱氮性能提升效果最佳,可以使NH4+-N和总氮去除率分别提高8.4%和6.4%。通过批次实验发现,加入0.5 m M甜菜碱对Anammox过程反应速率的提升效果最佳;加入5 m M甜菜碱则会导致反硝化过程利用NO2--N的速率明显提高,从而降低Anammox过程的反应速率。加入甜菜碱后,Candidatus Kuenenia、Candidatus Brocadia和Thiobacillus仍是耦合系统主要的功能菌,但Thiobacillus的相对丰度明显下降。异养反硝化菌uncultured＿bacterium＿f＿Burkholderiaceae、Denitratisoma和Pseudoxanthomonas的相对丰度有所提高。