水体富营养化的日益严重使污水中氮的去除越来越受到重视,全程自养脱氮技术由于污泥产量低,成本投资低,脱氮效率高等优点受到人们的关注,但全程自养脱氮仍存在一定的局限性,溶解氧浓度控制、厌氧氨氧化菌富集、低基质浓度下常温启动等需要进一步优化。本论文针对低C/N生活污水,构建新型基于电解的渐变式全程自养脱氮反应器,以阳极板电解水产生氧气代替传统曝气模式控制溶解氧,刺激不同区域内相关脱氮功能菌的生长。通过在启动过程中逐渐降低C/N,使基于电解的渐变式全程自养脱氮反应器适应低碳环境并成功启动,继而研究不同电流密度下反应器的脱氮效能和微生物变化情况,揭示生物-电化学多途径协同脱氮机制,为基于电解的渐变式全程自养脱氮反应器稳定运行提供理论和技术支撑。本研究选取带有电催化效果的生物颗粒电极为填料,探究基于电解的渐变式全程自养脱氮反应器内溶解氧浓度沿程变化规律,分析不同曝气模式下的脱氮效能,确定阳极区域和阴极区域的比值,结果表明,在最大极板间距30cm时,溶解氧浓度每5cm下降0.3 mg/L,构建阳极区域和阴极区域的比值为2:1的的渐变式全程自养脱氮反应器。以低C/N的模拟生活污水为处理对象,设置以间歇曝气2:1运行的普通生物滤池为对照,考察基于电解的渐变式全程自养脱氮反应器在启动过程中的脱氮效能,微生物量、微生物活性以及微生物群落分布,探索基于电解的渐变式全程自养脱氮反应器在最适C/N比下的空间特性。结果表明在启动过程中,Nitrospirota（硝化螺旋菌门）和Planctomycetota（浮霉菌门）逐渐增多,Proteobacteria（变形菌门）所占比例下降,在C/N2:1情况下,基于电解的渐变式全程自养脱氮反应器成功启动,微生物活性最高,TN平均去除率达到了44.28%,沿程NO2--N和NO3--N的浓度先升高再降低。基于电解的渐变式全程自养脱氮系统成功启动之后,对不同电流密度下反应器的脱氮效能和微生物特性进行研究,探究电流密度对基于电解的渐变式全程自养脱氮反应器内部微生物群落分布的演替规律,结果发现在电流密度为0.35m A/cm~2下,基于电解的渐变式全程自养脱氮反应器的脱氮效率最高达到51.16%;微生物群落均匀度、多样性和丰富度最高,Nitrosomonas随电流密度增加比例增加达到7.47%;反硝化功能菌Denitratisoma,Hydrogenophaga（氢噬菌属）和Pseudoxanthomonas随电流密度增加所占比例逐渐增长,在电流密度0.35m A/cm~2时所占比例分别为1.63%,5.10%和0.51%。通过循环伏安曲线得知,电流可以增强体系内的氧化能力,加快生物膜内的电子转移速率,提高整体脱氮率。对比阴阳极区域EPS成分,阳极区域微生物生长受电场影响较大。除此之外,阳极区域和阴极区域内的微生物群落分布存在极大的差异性,阳极区域的优势菌属为Nitrosomonas（亚硝化单胞菌属,8.95%）、Nitrospira（硝化螺旋属,7.00%）,阴极区域的优势菌属为Planococcus（动性球菌属,27.34%）、OLB13（10.91%）、Acinetobacter（不动细菌属,4.86%）、Candidatus＿Kuenenia（3.66%）和Bacillus（杆菌属,3.48%）,根据功能预测结果推测,基于电解的渐变式全程自养脱氮系统内生物脱氮途径为短程硝化、异养反硝化,氢自养反硝化和厌氧氨氧化反应,以电化学-生物多途径协同脱氮。