近年来,日益严格的城镇污水排放标准使得人们开始逐渐重视水中氮类污染物的强化去除,但是进水碳源不足又是大多数污水处理厂提升脱氮效率的主要阻碍。对此,依据短程硝化和厌氧氨氧化工艺能够节约碳源的理论,本研究以传统A²/O系统为研究对象,通过调控其曝气分区比例、溶解氧（DO）浓度和污泥龄（SRT）构建了短程硝化耦合厌氧氨氧化（PNA）系统,从而为污水厂的提标改造提供科学依据。在进水碳氮比为5（COD=248mg/L,TN=54mg/L,NH₄⁺-N=52mg/L）的条件下,将系统连续稳定地运行了140d,在该试验过程中,系统出水中COD的浓度基本在30mg/L左右,NH₄⁺-N和TN的浓度也均能满足一级A的标准。系统在V_厌缺:V_好=4:4,溶解氧（DO）为0.3～0.7mg/L,污泥龄（SRT）为15d时的工况下脱氮效率达到最佳,其出水NH₄⁺-N和TN的平均浓度分别为1.20mg/L和7.03mg/L。为了进一步强化系统脱氮性能和促进厌氧氨氧化的形成,向缺氧区中投加生物填料提供附着载体,同时进一步降低进水的碳氮比（5～1）来研究系统对碳源的需求,结果表明,向缺氧区投加填料后系统出水NH₄⁺-N和TN的平均浓度分别进一步降到0.52mg/L和5.31mg/L,控制系统当系统进水碳氮比为2时,其依旧有较良好的脱氮性能,此时出水中NH₄⁺-N和TN的平均浓度分别为4.51mg/L和9.36mg/L,由此可见,向PNA系统缺氧区投加生物填料之后,可进一步强化系统脱氮性能并可降低其对碳源的需求。本研究运用Illumina MiSeq测序手段分析系统中细菌种群的变化,结果表明,通过增加系统缺氧区比例、降低好氧区溶解氧浓度和污泥龄,可对氨氧化细菌（AOB）、亚硝酸盐氧化细菌（NOB）和厌氧氨氧化细菌（AnAOB）具有一定的筛选作用;AOB和NOB从阶段（1～4）在属水平上的相对丰度降低了0.8%和2.4%,AnAOB在属水平上的相对丰度提高了0.27%;向缺氧区内投加生物填料使得AnAOB属水平上的相对丰度又提高了0.07%,降低进水碳氮比为1后,其又进一步提高了0.025%。总地来讲,PNA系统构建的过程中经历了AOB和NOB的共培养阶段、AOB的筛分阶段与AnAOB的富集阶段,系统的脱氮途径也由初始的全程硝化反硝化逐步转化为短程硝化耦合厌氧氨氧化脱氮。在此基础上,向系统缺氧区中投加生物填料以及降进水低碳氮比会进一步强化厌氧氨氧化的程度。