高氯酸盐和硝酸盐是一类地下水中常见的无机污染物,二者浓度水平相差较大,实现二者的高效去除,已成为目前的研究热点和难点。生物法是目前最具前景的方法,硫自养生物还原过程中,微生物利用单质硫磺作为电子供体,在缺氧条件下,将二者还原,生成硫酸根等副产物。目前,该方面的研究中,一些结论尚不清楚,两种污染物的降解动力学特征,副产物生成规律及微生物种群结构特征仍有待于进一步明确。因此,本研究围绕硫自养还原水中高氯酸盐和硝酸盐复合污染开展了如下研究:1、考察了升流式硫自养固定床反应器对模拟污染地下水不同浓度高氯酸盐的降解效果及反应机制,结果表明,对于进水高氯酸盐浓度为21.00±1.40 mg/L的模拟地下水,在27±2°C条件下,当水力停留时间（HRT）从12.00 h逐渐缩短至0.75 h,反应器稳态运行时,出水高氯酸盐的去除率大于99%,高氯酸盐降解过程符合1/2级动力学方程,1/2K_1/2v为7.37mg^1/2/(L^1/2.h);对于进水高氯酸盐浓度为468.74±6.80μg/L的模拟地下水,当HRT从4.00 h逐渐缩短至0.75 h时,反应器稳态运行去除率达到97%以上,降解过程仍符合1/2级反应动力学模型,1/2K_1/2v为39.59μg^1/2/(L^1/2·h);无论进水中高氯酸盐浓度高低,在降解反应初期均伴随着明显的S歧化反应,较长的水力停留时间促进S歧化反应的发生,导致硫酸根的过量产生和碱度的过量消耗;通过高通量测序分析不同水力停留时间条件下反应器内微生物群落空间分布特征,发现Chlorobaculuma主要的S歧化菌,高氯酸盐为高浓度时,主要的高氯酸盐降解菌（PRB）Thiobacillus,Thiobacter,Sulfurmonas,Methyloamlis和Sulfuricurvum属;高氯酸盐为低浓度时,Sulfurimonas是主要的PRB;此外,测序结果还表明,随着反应器高度的增加,反应器内菌群α多样性呈下降趋势。2、研究升流式硫自养固定床反应器对水中不同浓度水平的高氯酸盐和硝酸盐复合污染的降解机制,结果表明,对于进水高氯酸盐浓度为21.87±1.03 mg/L,进硝酸盐浓度为22.03±1.07 mg-N/L的模拟受污地下水,在27±2°C条件下,当HRT从12.00 h逐渐缩短至0.75 h,经过2-6天的适应期,反应器对两种污染物的去除率均大于97%,两种污染物降解过程均符合1/2级动力学方程,这表明两种污染物由溶液主体向硫磺颗粒表面生物膜内的扩散是该反应的限制步骤,高氯酸盐的1/2K_1/2v为6.63 mg^1/2/L^1/2·h,硝酸盐的1/2K_1/2v为6.92 mg^1/2/L^1/2·h,表明硝酸盐的降解速率快于高氯酸盐;对于进水高氯酸盐浓度为471.7±50.3μg/L,硝酸盐浓度为22.03±1.07mg-N/L的模拟受污地下水,当水力停留时间从4.00 h逐渐缩短至0.75 h时,高氯酸盐和硝酸盐两种污染物的稳态去除率均达到97%以上,高氯酸盐的1/2K_1/2v为26.03μg^1/2/(L^1/2·h),硝酸盐的1/2K_1/2v为7.12mg^1/2/L^1/2·h,表明高浓度硝酸盐与低浓度高氯酸盐共存时（硝酸盐浓度为高氯酸盐的46倍）,硝酸盐仍优先于高氯酸盐被硫自养菌还原;研究还发现,当硝酸盐没有彻底降解时,S歧化反应的发生受到抑制,当两种污染物均降解至低浓度时,S歧化反应才开始加剧发生,产生大量的硫酸根并过量消耗碱度;利用高通量测序方法,对不同运行工况下的细菌群落的空间分布进行了分析,结果发现,Chlorobaculum是主要的S歧化菌,沿反应器高度的增加,其丰度也逐渐增加;Sulfuricella,Sulfuritalea,Thiobacillus和Sulfurimonas是主要的PRB/硝酸盐还原菌（NB）,其丰度随反应器高度呈下降趋势;Ferritrophicum是硝酸盐还原菌;此外,研究发现,反应器内菌群α多样性随着污染物的降解呈下降趋势。