生物手段脱氮是目前污水脱氮中最常用且最经济有效的方法,但传统的生物脱氮工艺存在工艺流程长,占地面积大、成本高和工艺复杂等问题。本实验组在前期研究过程中发现生物海绵铁反应器对COD及氮具有较强的去除作用。因此,本论文在前期的研究基础上将进一步探究生物海绵铁反应器中铁与微生物协同作用下的同步硝化反硝化作用机理。本论文以模拟生活污水为研究对象,利用平行对比实验,通过梯度增加废水中NH₄⁺-N浓度,比较了普通活性污泥、单一海绵铁及生物海绵铁反应器的脱氮性能,研究了各个反应器在脱氮过程中的氮素变化及相关酶的活性,进一步揭示了生物海绵铁反应器的脱氮机理;同时考察了在不同溶解氧及温度下生物海绵铁反应器的脱氮性能,从而确定出生物海绵铁反应器的最佳运行参数;在前期实验的基础上,进一步探究了有机载体和复合菌对生物海绵铁反应器的强化作用,为该方法的推广与应用奠定了基础。结论如下:（1）采用模拟生活污水进行实验时发现,生物海绵铁反应器较普通活性污泥、单纯海绵铁反应器具有较强的脱氮效果;（2）海绵铁的介入对普通活性污泥反应器中硝化作用相关酶活性影响不大,但对反硝化作用中相关酶活性有促进作用;（3）生物海绵铁反应器在DO浓度为2-4mg/L时,对TN、NH₄⁺-N、COD的去除率到达最高,分别为82.88%、91.37%、96.1%,在温度为25℃时,对TN、NH₄⁺-N、COD的去除率到达最高,分别为88.13%、95.51%、97.44%,因此,生物海绵铁反应器脱氮的最佳工况确定为DO浓度为2-4mg/L、温度为25℃;（4）有机载体的介入可提高普通活性污泥和生物海绵铁反应器的脱氮性能,同时,加快了普通活性污泥反应器的硝化进程,促进了反硝化反应的进行,进一步提高了反应器脱氮效率;（5）有机载体由于其多孔结构使得其内外DO分布不均匀,对普通活性污泥反应器中AMO、NOR的活性有一定影响,而对NAR、NIR活性影响不大;有机载体的介入对生物海绵铁反应器中AMO、NOR影响不大;对NAR的活性具有促进作用,促进了NO₃^--N的进一步转化,提高反应器的反硝化性能;（6）复合菌的介入可提高生物海绵铁反应器脱氮效率,TN去除率提高了3.4%,其中,对NH₄⁺-N及COD的去除影响不大。