目前,污水厂现有的处理效率无法从根本上达到节能降耗的目的,造成较高的污水处理设施的运行成本,同时,地表水源水中NO₃^--N含量在常规的给水处理单元中均不能有效降低。就以上两个主要问题,提出以发酵液培养高效反硝化细菌来提高污水处理效率;研究高效反硝化细菌包埋填料的性能,考察实际工程应用价值;验证高效反硝化细菌包埋填料在不同温度的地表水源水中的应用。现取得主要研究成果如下:通过I号、II号两种不同发酵液,采用梯度提高硝氮的方式培养高效反硝化细菌,II号发酵液能够在第11 d便实现高效反硝化细菌[300 mg·（L·h）^-1]的快速培养,比I号发酵液提前了17 d,同时,高效反硝化细菌系统对氨氮和总磷的最大去除速率分别为34.43 mg·（L·h）^-1和2.98 mg·（L·h）^-1。高通量测序分析结果表明,污泥经过驯化培养,物种丰度和多样性降低,但发挥反硝化作用的优势菌群的类别和比例得到增大;细菌的组成及数量发生了较大的改变,最终发挥高效反硝化作用的核心菌属为Thauera和Pseudomonas。另外,反硝化聚磷菌科（Rhodocyclaceae和Pseudomonadaceae）和异养硝化菌属（Pseudomonas、Alcaligenes、Bacillus和Comamonas）的存在,验证了系统对氨氮和总磷的去除能力。在研究高效反硝化细菌包埋填料的性能实验中,采用2个条件:适宜和不利;采用3个阶段（D₁、D₂、D₃）,即:将高效反硝化细菌置于不利条件下（D₁）,反硝化性能稳定后将其包埋,仍置于不利条件下（D₂）,90 d后恢复到适宜条件（D₃）。结果表明分别经过17 d和16 d的运行,D₁、D₂阶段的速率最终稳定在5.4 mg·（L·h）^-1、4.8 mg·（L·h）^-1,说明细菌及其包埋填料能够适应低温、低底物的不利条件;在D₃阶段经过12 d运行填料的反硝化速率便可达到300 mg·（L·h）^-1,表明其具有快速的自我恢复能力。扫描电镜分析包埋填料的内外结构表明其利于细菌生长代谢和传质。高通量测序分析结果表明,D₂阶段的优势菌属仍为具有反硝化功能的Pseudomonas、Thauera、Gelidibacter,因而证明了细菌在不利条件的适应性;D₃阶段包埋填料的优势菌属Thauera、Petrimonas、Pseudomonas,与初始适宜条件下培养的高效反硝化细菌的优势菌属完全相同,这也充分证明了细菌包埋填料具有良好的恢复能力。针对以NO₃^--N为主要存在形式的饮用地表水源水N污染问题,降低C/N为4,考察D₂阶段高效反硝化细菌包埋填料对地表水源水季节性温度升高的适应性,实验结果显示,在4±1℃、15±2℃和29±1℃,包埋生物活性填料反硝化速率分别为2 mg·（L·h）^-1、4.3 mg·（L·h）^-1和8.7 mg·（L·h）^-1,表现出对温度具有较强的适应性;高通量序列分析表明,这种适应能力的保持,来源于高效反硝化菌在不同温度范围条件下的优势菌群的变化。15±2℃时,细菌的丰度及多样性最大。4±1℃、15±2℃和29±1℃条件下的前三类优势菌群分别为Comamonadaceae_norank、Pseudomonas和WCHB1-69_uncultured bacterium,Thauera、Comamonadaceae_norank和WCHB1-69_uncultured bacterium以及Thauera、WCHB1-69_uncultured bacterium和Petrimonas。