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氧化亚氮(Nitrous oxide，N2O)是一种强温室气体，其全球增温潜势是CO2的近300倍。近年来，随着水体富营养化问题日益严重，城市污水处理厂生物脱氮势在必行。然而，由于N2O作为微生物脱氮反硝化过程中的中间产物，则污水生物处理过程中N2O的产生与释放也会日益上升。生物脱氮反硝化过程涉及到提供电子的碳源和接受电子的氮氧化物，这二者的特性、浓度以及环境因素的影响都会导致中间产物N2O的产生。因此，本文借助序批式反应器(SBR)，建立了硝酸盐型和亚硝酸盐型反硝化除磷系统，从电子供体和电子受体两个方面研究了反硝化过程中N2O产生的影响因素以及缓减措施。 首先，本文研究了NO3-和NO2-内碳源反硝化过程中的N2O的产生特征。硝酸盐内碳源还原过程中同时出现了中间产物NO2-和N2O的积累。为了进一步确定该过程中N2O积累的原因，研究了亚硝酸盐内碳源还原过程中N2O的产生以及不同电子受体投加方式下的N2O的还原情况。结果表明，高浓度NO2-(或FNA)对亚硝酸盐还原酶(Nir)具有抑制作用，当NO2--N浓度不断增大(15-90 mg/L)时，NO2--去除率随着依次由87％降至71％、55％、49％、42％、38％、10％和3％。此外，高浓度FNA对N2O还原酶(Nos)活性的抑制以及不同还原酶之间的电子竞争是导致反硝化过程中N2O积累的原因。此结果为实际污水处理厂从收集N2O氧化甲烷的角度控制N2O释放和提高甲烷燃烧产能奠定了基础。 然后，为了更好地解释内碳源反硝化过程中N2O的产生机理，将NO2-控制在一定低浓度范围（20-25 mg/L）的条件下，探讨了聚-β-羟基烷酸(PHAs)降解速率对N2O的产生的影响。研究发现，在PHAs降解消耗的过程中， NO2-和N2O的还原速率均随着PHAs的降解速率的下降而下降，而且产生的N2O占NO2-还原量的百分比一直保持在40％左右。此外，PHAs降解速率的下降并没有激化Nir和Nos之间的电子竞争，而表现为Nir的电子分配比均是Nos的1.6倍。同时发现一次投加和连续投加NO3-进行内碳源反硝化的过程，在电子供应速率不变的情况下，连续投加电子受体可以均衡电子供应和消耗，使得NO3-还原过程中的N2O积累量降低了75％。 此外，以乙酸钠作为外加碳源研究了外碳源反硝化中N2O的产生情况。发现不同浓度的NO2-(5.92-35.23 mg/L)还原时，同样会由于Nos与Nir对电子的竞争以及FNA对Nos的抑制作用，而导致N2O积累量会随着NO2--N浓度的增加而增加。 基于上述反硝化过程中由于电子供应不足会引起电子竞争而导致N2O产生的结论，本文提出了运用FNA预处理剩余污泥强化内碳源开发，进而为反硝化提供充足的电子供体而控制N2O的积累。结果表明:FNA预处理可以促进剩余污泥中微生物的细胞破壁，经FNA(2.04 mgHNO2-N/L)预处理24h后，剩余污泥中活菌占总菌的比例下降了40％。同时，混合液中包括溶解性蛋白和多糖在内的SCOD产量随着预处理过程中FNA浓度的增加而增加。利用FNA预处理的剩余污泥进行发酵同步反硝化时，反硝化能力提高了40％，并使得N2O产率降低了79％。此外，本文还研究了FNA预处理对剩余污泥中的氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)的影响，发现FNA对NOB的抑制大于AOB，并使得硝化过程中的亚硝酸积累率达到90％以上，有利于城市污水短程硝化的稳定实现。