城市污水处理厂的二级出水中仍具有一定量的硝酸盐与大分子有机物,这些污染物会导致天然水体富营养化并破坏水生生态系统,需要进一步去除。这里提出一种厌氧水解反硝化工艺,旨在一体化反应器内同步脱氮与除碳,即通过反应器内的厌氧水解细菌对二级出水中的难降解有机物进行转化,将水解产物（VFAs）作为反硝化菌的碳源。本文主要研究了厌氧水解反硝化反应器的启动,探讨HRT变化、进水硝态氮浓度与零价铁的投加对模拟废水的处理效果,同时考察反应器处理实际二级出水的运行特性。主要研究结论如下:（1）采用淀粉作为共代谢基质可强化富里酸与腐殖酸的去除效能,78 d成功启动反应器。稳定运行后COD去除率为36%,氨氮去除率为90%,出水挥发性脂肪酸（VFAs）浓度虽在减小（23.66-15.94 mg/L）,但产生率在逐步增加（64.14-92.37%）。三维荧光光谱测定结果表明,富里酸更容易被微生物利用,其削减量大于腐殖酸。（2）在不同HRT（12 h、14 h、16 h、8 h）条件下各运行15 d,确定反应器运行的最佳HRT为12 h,对应的COD去除率最高,达到42.41%,出水VFAs浓度也最大,为12.578 mg/L,表明12 h的HRT有利于反应器产酸。HRT的变化对氨氮的去除效果没有太大影响,而对于硝氮来说,HRT越长,硝氮的去除效果越好。当硝氮进水浓度为20 mg/L时反应器的处理效果最佳,对应的COD与硝氮去除率最高（45.36%,66.45%）,富里酸与腐殖酸的荧光峰强度削减量也最大（47.67%和41.23%）。出水VFAs浓度则随着进水硝酸盐的增加（10 mg/L-30mg/L）而降低,在硝氮浓度为30 mg/L时的出水浓度最小,为4.263 mg/L。菌群分析发现,驯化后水解酸化菌和反硝化菌在反应器内得到富集,反硝化细菌Denitratisoma从2.34%提高到13.23%,其主要进行脱氮;厌氧水解酸化细菌Acinetobacter从1.04%提高至9.56%,其可水解富里酸与腐殖酸产生VFAs,为反硝化细菌提供碳源。（3）零价铁的投加增强了反应器同步脱氮除碳效果,模拟废水中COD与硝氮的去除率分别增加10.2%与7.92%。污水厂实际二级出水的COD与硝氮浓度分别为23-29 mg/L和20.25-24.74 mg/L,经处理稳定后出水COD与硝氮浓度分别为16.5±0.5 mg/L和9.43±0.41 mg/L,COD平均去除率为37.11%,硝氮最高去除率为61.43%。虽低于模拟废水阶段的去除效果,这与实际二级出水成分复杂影响微生物处理有关。通过三维荧光图可知,在经过反应器的处理后,蛋白质被去除,富里酸与腐殖酸荧光峰的削减量分别为37.48%和31.71%。