厌氧氨氧化（Anammox）菌利用低价态铁还原NO₃^-的现象丰富了对Anammox菌代谢多样性的认识,但目前关于这一方面的研究仍较为缺乏,对于反应过程中NO₃^-的转化途径、Anammox菌参与的反应以及微生物群落组成变化等都尚未可知。因此,根据目前所存在的疑问与需要解决的问题,本研究通过批式实验,对比了投加沸石吸附还原产物NH₄⁺和投加Anammox菌对Fe⁰/NO₃^-体系中NO₃^-还原速率的影响,考察了无化学反应发生的条件下Anammox菌利用Fe⁰溶出的Fe²⁺还原NO₃^-的作用;通过连续流反应器实验探讨了Anammox菌强化Fe⁰还原NO₃^-体系连续流反应器稳定运行及Anammox菌长期培养的控制条件,并采用实时荧光定量PCR以及高通量测序等分子生物学手段,测定了微生物培养物的功能基因narG、napA和nrfA表达以及微生物群落结构的变化。通过上述方法和手段,探究了Anammox菌强化Fe⁰还原NO₃^-反应中微生物参与的反应、NO₃^-的转化途径、微生物群落变化特征以及反应的关键影响因素,得到的主要结论如下:（1）通过对稳定发生Fe⁰还原NO₃^-作用的连续流反应器中长期培养的Anammox微生物样品检测,发现功能基因napA和nrfA有明显表达,表明Anammox菌能够利用Fe⁰溶出的Fe²⁺将NO₃^-经NO₂^-异化还原成NH₄⁺;（2）NO₃^-还原、NO₃^-异化还原为NO₂^-、NO₂^-异化还原为NH₄⁺是NO₃^-生物还原的主要途径,同时也是Anammox菌获得底物NH₄⁺与NO₂^-的主要途径,在上述生物过程的共同作用下实现体系内NO₃^-的去除;（3）Candidatus Brocadia菌和Candidatus Jettenia菌在以Fe⁰和NO₃^-环境中长期培养后相对丰度逐渐增强,这两个属的Anammox菌表现出了对Fe⁰和NO₃^-环境的适应性;（4）缓解或避免Fe⁰钝化是保证Anammox菌强化Fe⁰还原NO₃^-反应稳定运行的关键因素,通过定期换铁的方式,Anammox菌强化Fe⁰还原NO₃^-反应能够实现长期稳定运行,NO₃^-平均去除率为75.00%,总氮平均去除率为54.02%;（5）通过考察铁形态、Fe/N比、pH和温度对Anammox菌强化Fe⁰还原NO₃^-反应的影响,发现铁形态、Fe/N比和温度对NO₃^-还原速率影响显著,而pH影响较弱。以纳米铁粉为电子供体、温度为35℃,Fe/N比为38.23,pH为4时,NO₃^-转化率可达88.00%。本研究丰富了对NO₃^-存在下的Anammox菌代谢多样性的认识。此外,明确了Anammox菌强化Fe⁰还原NO₃^-反应的客观规律,为实现Anammox工艺的NO₃^-原位处理,进一步提高总氮去除率提供一种新思路。