厌氧甲烷氧化（AOM）具有控制温室气体甲烷的潜力,且NO₂^-、Fe（III）还原耦合的AOM在自然界广泛存在。然而,AOM微生物富集培养困难,反应效率低限制了AOM的工程化应用。鉴此,本论文以水库底泥为接种物进行反应器富集培养,应用宏基因组学和宏蛋白质组学方法,研究了NO₂^-还原耦合AOM反应器中微生物群落组成及代谢特征;筛选甲烷氧化潜力较优的填埋场覆土作接种物运行反应器,研究不同形态Fe（III）（FeCl₃/柠檬酸铁/螯合铁/Fe（OH）₃）与NO₂^-还原协同耦合CH₄厌氧氧化的特性。研究结果表明:（1）湖泊底泥接种的反应器中可进行亚硝酸盐还原耦合厌氧甲烷氧化（N-DAMO）,且随着运行时间延长CH₄削减速率加快,CH₄削减随时间变化符合一级动力学方程。反应器内的功能微生物优势菌属为甲基孢囊菌属（Methylocystis）和生丝微菌属（Hyphomicrobium）。反应器内微生物的能量代谢、氨基酸转运与代谢和离子代谢发生改变。（2）不同垃圾填埋场的甲烷氧化潜力大小为:X覆土>L覆土>P覆土,同一地点不同层之间甲烷氧化潜力大小为:上层≈中下层>中上层>下层;功能基因检测结果表明三个填埋覆土中都存在NC10类的N-DAMO的细菌,但是覆土中的甲烷氧化潜力大小与功能基因数量并不相关。（3）不同形态Fe（Ш）可促进N-DAMO反应体系中N₂的生成和CH₄的去除。促进作用大小依次为柠檬酸铁>Fe（OH）₃>FeCl₃>螯合铁。反应器中N₂生成量和CH₄的去除量随时间变化的关系符合零级动力学方程。反应器运行160天,柠檬酸铁添加反应器的CH₄削减速率快于湖泊底泥富集培养730天反应器的CH₄消耗速率。