目前,水源型水库已成为大多数城镇的主要地表饮用水水源,在城镇供水中发挥着关键的作用。但随着社会发展,水库水质污染加剧,导致水体富营养化,夏季藻类大量繁殖并衍生出系列污染问题,严重危害饮用水安全,其中氮素是导致水质问题的最关键因素之一。本研究为探寻一种经济可行的脱氮方法,以解决水源水中氮素浓度过高的问题,首先通过对李家河水库水质为期一年的连续监测,分析水库污染现状,针对水库关键的氮污染物突出问题,模拟水库好氧条件设计反应器,开展小试实验,通过微生物固定化技术结合无机电子供体材料（铁粉、锰粉）强化生物好氧反硝化脱氮,探究其可行性及持续性,并结合脱氮期有机质组分、铁锰粉材料、微生物变化等初步探究强化生物反硝化作用机制。主要结论如下:（1）在2020年9月至2021年9月研究期间,李家河水库水体在自然混合与扬水曝气系统运行条件下,夏季热分层明显削弱且持续处于好氧状态,但仍然存在高藻期所带来的表层厌氧区问题;研究期间总氮浓度保持在2.5 mg/L以上,氮素浓度超标是水库目前主要水质问题;在强降雨径流时,水库氮素会出现短时高浓度,总氮、硝氮、氨浓度最高可达5.43 mg/L、4.13 mg/L、0.42 mg/L;在藻类高发期,藻类同化导致有机质浓度升高,最高浓度达5.16 mg/L;在热分层形成期,库底铁、锰有短暂释放超标现象,总铁、总锰浓度分别超过0.3 mg/L、0.1 mg/L;（2）小试实验表明,使用聚氨酯泡沫固定微生物挂膜与铁粉、锰粉材料结合,可显著提高微生物好氧脱氮的效率,反应后总氮浓度均低于1.0 mg/l,实验组B～F总氮去除率分别为80.6%、72.3%、79.5%、79.6%和69.4%,对其他污染物（有机物、总磷）亦有较好去除效果;反应过程中同时存在反硝化与硝化反应,氮以好氧反硝化方式去除;在第二三周期中,铁粉材料组持续保持强化脱氮效果,第二、三周期总氮去除率分别可达到74.72%、69.81%,而其他组脱氮效果均下降;铁粉、锰粉材料在反应过程中存在溶出,尤其锰粉材料具有浓度超标风险,总锰浓度最高达0.15 mg/L;（3）有机质组分变化表明,反应过程中微生物代谢活动呈现先强后弱的变化规律,微生物同化并不是有机质去除的主要途径;通过实验前后的铁粉、锰粉材料表征对比发现,铁粉、锰粉材料氧化腐蚀可为脱氮微生物提供无机电子供体,且不会吸附去除水中氮素,铁锰混合材料发生了电化学反应加快腐蚀,并有新的高价氧化物生成;微生物群落结构在反应前后发生显著变化,与好氧反硝化及参与氮循环功能菌群（嗜酸菌属（Acidovorax）、丛毛单胞菌属（Comamonadaceae）、噬氢菌属（Hydrogenophaga）和Limnohabitans）占比下降,是对照组A脱氮效率变低的原因;而实验组B～F在反应后,相对占比升高的放线菌门与厚壁菌门等优势菌门共存,并在多种混合功能菌群共同作用下,反硝化脱氮效率得以提高。