近年地表水及地下水中高氯酸盐（ClO₄^-）污染物超标的问题日趋严重,并导致了严峻的水环境问题,因此高效去除水体中的ClO₄^-已迫在眉睫。包括异养法和自养法在内的生物法被认为是去除ClO₄^-最有效的方法之一,但这两种方法均存在一定的缺陷,并制约了其实际应用。综上,本课题采用异养及自养结合的方法在厌氧折流板反应器（ABR）系统中进行高浓度ClO₄^-的还原。并提出新型的分段进水策略,以提升ABR系统对ClO₄^-的还原性能及控制出水硫酸盐(SO₄^2-)浓度。采用异养协同硫自养工艺在ABR系统中对含ClO₄^-废水的处理进行可行性分析。实验结果表明:异养协同硫自养工艺在ABR系统内可有效进行ClO₄^-的还原,对300 mg/L的ClO₄^-的去除率达99.60%,同时出水SO₄^2-浓度稳定在150 mg/L以内。此外,在不需要额外碱度投加的条件下,进出水pH值均介于6⁹范围内,基本实现异养自养还原过程的酸碱平衡,并为微生物的生长提供了适宜环境。不同进水碳氯比对异养协同硫自养ABR系统还原ClO₄^-的性能影响较大。实验结果表明,当进水碳氯比为1.5:1,进水ClO₄^-浓度为300 mg/L时,出水浓度可稳定在2.7 mg/L以内,总去除率可达99%以上。此外,出水SO₄^2-浓度约为96.40mg/L,显著地低于国家标准（GB5749-2006）。为开发异养协同硫自养ABR系统还原ClO₄^-的潜能,初步探索了分段进水策略对ABR系统性能的提升作用。构建分段进水ABR（SF-ABR）系统和首端进水ABR（NF-ABR）系统,并从性能、酸碱平衡、胞外分泌物及菌群结构方面探讨两种不同的进水方式对异养协同硫自养ABR系统的影响。实验结果表明:当进水流量为1.92 L/h时,SF-ABR系统对浓度为800 mg/L的ClO₄^-的去除率可达97.56%,其性能明显优于NF-ABR系统（86.27%）,且产生的SO₄^2-浓度控制在250 mg/L范围内。三维荧光基于平行因子特性分析（EEM-PARAFAC）表明色氨酸类荧光物质可良好地表征异养ClO₄^-污泥的活性。在不同的操作条件下,ABR系统内的微生物群落结构的空间分布呈规律性变化。其中,7种属与异养ClO₄^-还原相关;4种属与自养ClO₄^-还原相关。构建SF-ABR系统,对#1-#5格室的进水比例进一步优化,并从每个格室内的ClO₄^-、SO₄^2-及COD浓度的动态变化进行详细的解析。实验结果表明:在进水总流量为1.92 L/h,#1^#5格室的分段比例分别为30%、20%、20%、20%和10%时,SF-ABR系统显著提升了ClO₄^-的还原性能,对进水浓度为1300 mg/L的ClO₄^-的去除率可达99.80%,且出水SO₄^2-浓度240.5±12.0 mg/L。微生物群落结构表明:在异养段中,Acinetobacter、Longilinea和Levilinea属都是有效的ClO₄^-还原菌;在自养段中,Ferritrophicum属是与ClO₄^-还原相关的细菌,而Chlorobaculum属是与硫歧化反应有关的一种硫歧化菌。综上所述,本课题的研究更加完善了异养协同硫自养还原高浓度ClO₄^-的理论体系,同时为异养协同硫自养ABR系统对含高浓度ClO₄^-废水的处理提供了有效地解决途径及工业化应用基础。