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随着含硫氮化合物工业废水排放量的增多,相对于物化法去除废水中的污染物,生物法——活性污泥具有反应条件较温和、能源消耗低、比较经济等优点深受人们的青睐。因此,本课题主要以人工模拟含硫化物和硝酸盐废水为处理对象,基于序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor,SBR）启动硫自养反硝化（Sulfur-based Autotrophic Denitrification,SAD）工艺。根据SAD工艺的特性,研究不同S/N条件下,同步脱氮除硫以及实现亚硝酸盐稳定积累,以期为后续厌氧氨氧化（Anammox）工艺提供反应底物,进行组合工艺实现深度脱氮。同时根据Anammox菌的特点,研究了以氧化石墨烯（GO）为添加剂提高Anammox菌脱氮性能。（1）采用SBR反应器接种二沉池剩余活性污泥,研究以硫化物作为电子供体驱动自养反硝化过程。研究结果表明,第22d时成功启动SAD反应器。当S/N为1.45时,NO3-和S2-的去除率分别为95.8%和100%;当S/N值降低到0.94时,首次发现在出水中存在NO2-;当S/N为0.8时,NO2-实现持续累积,最大累积率为55.3%。通过批次实验研究结果表明,当S/N为0.8时,NO2-积累效果最好;随着NO3-浓度的增加,NO2-的积累量也随之增加。此外,通过高通量分析,微生物群落在系统启动前后也发生了变化。结果表明,Proteobacteria（59.5%-84%）为主要门;Thiobacillus（3.8%-2.1%）作为硫自养反硝化主要功能菌,能够同时去除硫化物和硝酸盐。同时丰度较高的两种菌属Arenimonas（11.4%-28.2%）为异养反硝化菌,uncultured＿f＿Chromatiaceae（5.7%-27.5%）光自养型菌属也参与了SAD系统内污染物的去除。（2）通过启动SAD系统并稳定积累NO2-后,将其与同体积的ANAMMOX-SBR反应器进行组合,以SAD系统出水同时补加NH4+作为ANAMMOX系统进水,进行SAD+ANAMMOX组合工艺可行性研究,以实现同时去除S2-、NO3-、NH4+三种污染物为主要目的。研究结果表明,在0-30d时,实现组合工艺稳定运行,总氮去除率高达94.3%以上,S2-去除率为100%。然而随着SAD系统中底物浓度负荷的增加,在31-56d时,ANAMMOX系统受前段出水中可能存在含硫副产物的影响,Anammox菌活性降低,总氮去除率也随之降低。（3）针对Anammox菌增长速率低,难培养特点,本研究以实验室驯化的絮状Anammox污泥为研究对象,采用以GO为添加剂增强Anammox菌活性以提高脱氮性能。首先根据改进的Hummers法制备GO固体,利用各种表征手段（如FTIR、XRD、SEM、BET）对GO进行表征观察其结构。其次,通过批次试验研究不同剂量的GO对Anammox菌的影响,结果表明当GO剂量浓度为0.15 g/L以下时,Anammox菌脱氮性能会随着GO的浓度升高而提高;当GO的剂量为0.15g/L时,脱氮性能最好,总氮去除率比对照组提高18.6%。但当GO剂量达到0.2 g/L时,Anammox菌活性受到抑制,总氮去除率比对照组降低了26.0%。通过对照实验,研究了是否添加GO对连续运行Anammox反应器脱氮性能,结果表明添加GO的R2反应器在每个基质浓度阶段的平均总氮去除率分别为85.3%,83.2%,81.1%,80.8%,均高于未添加GO的R1反应器的脱氮性能。最后,对R2反应器周期内脱氮性能进行动力学分析,研究结果发现修正的Boltzmann模型和修正的Gompertz模型比修正的Logistic模型更适合描述GO作用下周期内基质去除特性,并且通过模型得到了周期内任意t时刻下的出水总氮浓度和总氮去除率预测公式,以期为反应器的管理和控制,以及反应器脱氮性能的分析等提供了较好的参考价值。