近几十年来,水体富营养化已成为一个全球性的环境问题,而氮的点源输入被认为是引发富营养化的一个重要因素。因此,为防止水质恶化,必须在废水排入水体之前对氮素进行有效的处理。藻-菌共生系统因其经济效益高、脱氮效率高、温室气体排放低等优点在废水处理领域备受关注。因此,本研究采用野外试验、室内培养等研究方法,结合PCR、高通量测序等分子生物学手段,对藻-异养硝化好氧反硝化菌结合处理含氮废水的方法和机制进行探索,主要结果如下:（1）采用高通量测序手段对太湖微囊藻附生菌和浮游细菌的群落结构进行分析,发现Pseudomonas是微囊藻附生菌和浮游细菌的优势属,其相对丰度分别达到19.42%和20.75%,其他一些与异养硝化相关的属,如Exiguobacterium,Acinetobacter等,也有较高的丰度,而传统自养硝化菌属的相对丰度极低,在附生菌和浮游细菌中分别仅有0.01%和0.02%。（2）野外中宇宙实验中,硝酸盐氮浓度呈现白天上升、夜间下降的昼夜变化现象。白天硝酸盐氮浓度的上升说明中宇宙体系中发生了硝化作用。乙炔抑制实验中,乙炔的添加未对硝化作用产生抑制,结合微生物群落结构,说明藻华暴发水体中存在异养硝化作用,而实验前后总氮的测定结果表明体系中夜间硝酸盐氮的下降可能是微囊藻和菌同化吸收导致。（3）采用富集培养、梯度稀释-平板划线法从微囊藻附生菌中筛选出一株异养硝化菌株。菌落形态观察、革兰氏染色、16S rDNA序列分析等结果表明该菌株为革兰氏阴性不动杆菌属。PCR扩增结果表明,该菌株基因组含有amoA、hao、nirK、napA等酶基因,在基因水平上证明了菌株具有好氧反硝化性能,其参与的氮循环路径可能为NH4+→NH2OH→NO2-→NO3-,再进行反硝化作用转化为含氮气体排出。（4）所筛选的菌株在好氧条件下具有较强生长能力,最快生长速率达0.2 h-1。乙酸钠为碳源、碳氮比为10、温度25、pH中性偏碱、转速为180 rpm时脱氮除磷能力最佳,其中氨氮和TP去除率分别为96.4%和97.9%。（5）氮平衡计算结果表明,当以氨氮为唯一氮源或以氨氮和硝酸盐氮组成的混合氮源进行培养时,分别有74.5%和62%的氮转化为胞内氮,同时有18.5%和22.7%的氮以气体的形式损失。（6）不同藻菌比例的共培养实验表明,藻-菌比例为1:10时,藻-菌生长速率最快,其中叶绿素浓度和干重最高分别达到118 μg/mL和0.003 g。采用该藻菌共生系统处理模拟废水,氨氮和硝氮的去除率分别为98.0%和91.4%,显著高于藻或菌单独存在的体系。