以硝化和反硝化为主体的生物脱氮技术自开发以来被广泛应用于城镇生活污水及工业废水中氮的去除。近年来,出水总氮(TN)排放标准日趋严苛,污水处理厂出水常出现氨氮达标而总氮超标的现象,主要原因为出水中硝态氮含量过高。因此,急需具有更高脱氮能力的反硝化细菌以增强生物脱氮效果。本研究从某煤化工废水处理厂分离获得一株高效嗜碱兼性厌氧反硝化细菌。通过形态学观察及16S rRNA基因序列同源性分析,鉴定为施氏假单胞菌,命名为Pseudomonas stutzeri HK13,GenBank 登录号为MN294682。利用硝酸盐模拟废水,进行单因子优化实验,结果表明:(1)菌株HK13最适反硝化条件为:柠檬酸钠作碳源,C/N为8,初始pH为7～10,转速为100 rpm,温度为30～40℃。(2)菌株HK13反硝化脱氮快速高效,在初始TN浓度为107.00 mg/L的条件下,9～12 h的反硝化速率最高达20.03 mg/(L·h),15h的TN去除率达98%以上,且最终无亚硝酸盐积累。(3)菌株HK13适宜生长的温度和pH范围宽泛,分别为20～40℃和7～10。考察了菌株HK13在不同废水中的脱氮特性,结果表明:(1)当以105.26 mg/L的NO2--N作基质时,9～12 h的反硝化速率最高达21.77mg/(L·h),15 h的NO2--N和TN去除率分别为100%和98.58%,表明该菌可以高效快速降解亚硝酸盐。(2)在初始NO3--N浓度为455.04 mg/L的条件下,平均每天的脱氮量超过200 mg/(L·d),TN于56 h降至9.5 mg/L,表明该菌是处理高浓度硝酸盐和亚硝酸盐废水的理想菌株。(3)在实际废水中,菌株HK13的脱氮率达99.64%,脱氮效果显著。对菌株HK13的反硝化功能基因进行分析,结果表明:该菌具有完整的反硝化酶基因(narG、nirS、norB和nosZ),推断其代谢途径为NO3-→NO2-→NO→N2O→N2。