近年来,水体富营养化程度日益严峻,其主要原因是未经处理或处理不完全的废水向受纳水体的大量排放。我国现行的污水处理厂的排放标准仅对氨氮的排放限值作出了明确的规定,并严格按照标准执行。对总氮,尤其是硝态氮的排放浓度并未严格按照标准执行。污水经二级处理工艺处理后排放,仍有较高浓度的硝态氮,对水体的生态健康不利,但目前缺乏针对性技术来解决城市污水厂尾水中的硝态氮问题。因此,急需研发设计一种脱除硝态氮的深度处理工艺,对污水处理厂二级出水进行深度脱氮处理。目前,生物反硝化技术被认为是最经济有效的处理方法。本论文从经济节约环境友好的角度出发,设计了一种生物质-硫磺混合营养反硝化技术,用于模拟研究脱除污水处理厂尾水中的硝态氮。本论文对生物质-硫磺混合营养反硝化技术脱氮的批处理效果和动态运行效能进行了综合研究,从混合营养反硝化技术缓释碳源材料的选择、脱氮影响因素、同步脱氮除磷的可行性、动态脱氮性能以及动态运行前后微生物群落结构的变化进行了系统的研究,得到了以下主要结论:（1）木屑、大豆秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆四种生物质材料的释碳、释氮、脱氮性能研究结果表明:木屑是四种生物质材料中释放有机碳、氨氮以及硝态氮量最少的;木屑-硫磺混合营养反硝化体系是四个生物质-硫磺混合营养反硝化体系中亚硝态氮转化量、氨氮及有机质累积量最少的,而且能在较短的时间内脱除硝态氮,反应速率常数为0.0416 d-1。（2）影响因素探究结果显示,批处理过程中木屑-硫磺混合营养反硝化体系的最佳脱氮条件为:初始p H为6～9;木屑和硫磺的比例为0.5、1、2;反应温度为30°C。（3）铁屑的引入可以使木屑-硫磺混合营养反硝化体系具有除磷的能力,且对脱氮效率基本没有影响,但是铁屑过量会导致氨氮超标,因此,需要严格控制铁屑的加入量。3 g铁屑+5g木屑+5 g硫磺的混合营养反硝化体系对初始浓度约为20 mg/L的PO43--P脱除效率最高,反应5天磷的去除率可达96%。（4）动态柱实验结果表明,50 g硫磺+25g木屑的混合营养反硝化体系对15mg/L的硝态氮具有较好的去除效果,系统达到稳定后,硝态氮的去除率能维持在90%左右;通过改变木屑和硫磺的比例或加入铁屑能有效提高混合营养反硝化体系对高浓度硝态氮的去除率,其中,50 g硫磺+50 g木屑的混合营养反硝化体系对30 mg/L的硝态氮能维持90%左右去除率;增加木屑的量或加入铁屑并不会造成出水氨氮和COD超标,且能使系统的p H维持相对稳定。（5）富集培养的污泥中的物种总数相对混合营养反硝化系统中的较少,且微生物的多样性也相对较低。混合营养反硝化体系中同时含有自养和异养富集培养污泥中的优势菌群,如Thiobacillus、Sulfurimonas、Thauera、Vulcanibacillus、Saccharibacteria。15 mg/L、30 mg/L、50 mg/L三个进水硝态氮浓度反应柱中微生物群落结构基本相似,但在丰度上存在差异。