由于污水处理厂在生物脱氮过程中通常会产生大量具有很强温室效应的温室气体氧化亚氮（N2O）,因此在“双碳”战略下污水处理厂减排N2O势在必行。要实现污水处理厂减排N2O,掌握生物脱氮过程中N2O的产生机理是前提。在生物脱氮过程中,含氮化合物的转换过程是由各种酶的催化完成的。酶的催化也控制着生物脱氮过程中含氮化合物的转化方向,因此探明相关酶的调控作用是揭示生物脱氮过程中N2O产生机理和规律的核心,也是把握不同环境因素影响脱氮产物和过程的关键。然而,目前国内外对此尚缺乏系统的认识。为揭示污水生物脱氮过程中微生物酶对N2O生成的调控,本论文首先建立了污泥进行反硝化的关键酶——一氧化氮还原酶（Nor）和氧化亚氮还原酶（N2OR）的提取与测定方法;然后研究了不同COD/TN和曝气量下A/O SBR反应器和不同COD/TN的缺氧SBR反应器中污泥硝酸盐还原酶（Nar）、亚硝酸盐还原酶（Nir）、Nor和N2OR的活性变化规律,探究了好氧和缺氧条件下N2O主要产生过程和消耗过程,揭示了多种酶调控N2O积累的机理,探索了控制N2O的产生的方式,并提出了一种可以预测和评价N2O产生潜势的指标;最后实际监测了西安市三座不同工艺（AMAO、Obral氧化沟和A/A/O工艺）污水处理厂不同生化工段活性污泥的Nar、Nir、Nor和N2OR活性以及N2O产生情况;结合污水厂运行条件,从微生物脱氮酶活性的角度分析了污水处理厂N2O产生的原因。论文主要取得的研究结果如下:（1）从破碎方法、裂解液添加量、酶活测定中电子受体和供体比以及酶催化反应时间等方面,对既有方法进行了参数优化,建立了污泥中Nor和N2OR的提取与活性测定的方法体系。结果表明:超声破碎法提取Nor时,最佳的超声次数为100次,超声强度为500 W,裂解液的添加量为0.1 m L;低温高压破碎法提取Nor时,最佳的破碎次数为4次,破碎压力为50 Mpa,裂解液的添加量为0.1m L。超声破碎法提取N2OR时,最佳的超声次数为60次,超声强度为400 W,不添加裂解液。测定Nor活性时,最佳的反应时间应为15 min。测定N2OR活性时,最佳电子供体添加浓度应为150 m M,反应时间应为30 min。（2）不同的COD/TN和曝气量的条件下,A/O SBR反应器的好氧阶段污泥N2O产生途径及Nir,Nor和N2OR活性测定结果表明,在A/O SBR的好氧阶段,N2O的产生和分解主要是发生在不同类型的细菌和代谢中。N2O产生累积主要是硝化细菌进行了反硝化作用,而N2O的消耗（分解）主要是异养细菌进行的反硝化作用。这与好氧环境硝化细菌不进行反硝化作用、N2O主要来自缺氧反硝化过程的普遍认识有很大不同。在同一时刻,污泥中Nor的活性远高于N2OR的活性,这导致硝化细菌产生N2O的量和速度都高于异养细菌分解N2O的量和速度。论文认为这是好氧（硝化）阶段N2O积累的主要原因。污泥Nir的活性反映了好氧（硝化）阶段N2O产生强度,其可以作为预测N2O产生的指标。（3）不同COD/TN下,缺氧反硝化酶的活性测定结果表明,随着反应器的进水COD/TN的增加,污泥Nar、Nir、Nor和N2OR活性不断增加,但不同酶活性的升高程度不同,这些酶活性增加幅度顺序为Nar＞Nir＞Nor＞N2OR。反硝化过程的电子供体的含量——有机物的数量对Nar和Nir活性影响有限,而对Nor和N2OR活性影响较显著。当电子供体有机物和Nor催化底物NO都充足时（COD/TN≥4.9）,Nor活性足以快速地将反硝化中间产物NO全部还原。相反时,Nor活性相对较低。N2OR活性通常低于其他反硝化酶,尤其是电子供体量不足时（COD/TN＜4.9）,N2OR活性先受到影响而降低,随后才会影响到Nor,致其活性降低。当COD/TN≤4.9时,反应器产生了更多的N2O。当COD/TN≤2.5时,主要是由于N2OR无法获得足够的电子,N2OR活性受到抑制,导致N2O产生。当2.5＜COD/TN≤4.9时,主要是N2OR活性低于Nor活性,导致N2O的产生。（4）西安市三座工艺的污水处理厂（AMAO、Obral氧化沟和A/A/O工艺）污泥的反硝化酶的活性及N2O产生情况测定结果表明,Nor和N2OR活性远大于Nar和Nir活性,这三种工艺中污泥对NO和N2O均具有很强的还原能力。在AMAO工艺的处理厂中,缺氧池中N2O主要来自于反硝化过程,而好氧池中N2O主要来自于NH2OH到NO2-的不完全氧化过程。在Orbal氧化沟的处理厂中,NH2OH到NO2-的不完全氧化过程和反硝化过程均有N2O产生,且前者为主。在A/A/O工艺厂的处理厂中,N2O主要产生和逸散点是好氧池,N2O主要来自于NH2OH到NO2-的不完全氧化过程和反硝化过程。