随着城镇化进程的不断加快,城镇污水排放量逐年递增,水体污染问题也愈加严重。目前,污水处理厂以氧化沟工艺、A/O工艺和A~2/O工艺等为主要生物处理工艺,难以达到更高的排放标准。同时,部分流域和发达地区对污水处理厂尾水的排放标准提出了更高的要求,即从《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A排放标准提升至准IV类地表水排放标准。因此,为改善和提升水环境质量,研究使用新的处理方法和工艺对现有污水处理厂进行提标改造是当前的研究热点。生物滤池因占地面积小、适应性强等特点成为污水处理厂提标改造的主要工艺。然而,现有的生物滤池存在依赖外加碳源、易堵塞、需定期反冲洗和温度影响较大等问题,阻碍了生物滤池的推广应用。为解决上述问题,本文提出了采用无机微米级柔性改性玄武岩纤维（MBF）生物巢技术进行深度脱氮。首先,探究了MBF生物巢技术进行深度脱氮的可行性,然后,对MBF生物巢厌氧生物滤池（R-MBF）填料的结构组合和运行参数进行了优化研究,并剖析其深度脱氮机理。最后,在较少补充碳源和较短HRT的工况下,探讨了MBF生物巢厌氧生物滤池对实际污水厂尾水的处理效果。具体研究结果如下:（1）通过MBF生物巢厌氧生物滤池处理污水厂尾水的深度处理可行性研究,构建了R-MBF、石英砂填料厌氧生物滤池（R-DN）和厌氧污泥反应器（R-A）。研究发现R-MBF对COD与TN的去除效果最好,R-MBF对COD、TN的平均去除率分别为75.13%、62.86%。激光扫描共聚焦显微镜（CLSM）图像表明,R-MBF中微生物生物活性最高,在生物巢培养阶段和正式运行阶段的生物活性分别为50.06%和55.05%。结果表明R-MBF对污水厂尾水的深度处理方面具有可行性;（2）研究了三种结构组合（平行式B1、平行交叉式B2和上下交叉式B3）对R-MBF的COD去除、脱氮和截留SS效果,发现B3结构组合的R-MBF对污染物的去除效果最好。B3结构组合的R-MBF对COD、TN、SS的平均去除率分别为75.15±2.77%、69.72±2.56%和71.06±2.57%。此外,通过温度、HRT、C/N为三因素构建的正交水平试验,发现各因素对污染物去除的影响由大到小依次为:温度＞C/N＞HRT。因此,B3结构组合的R-MBF的最优运行参数:温度为30°C,C/N为5,HRT为8 h;（3）通过研究三组反应器（R-MBF、使用鲍尔环生物填料的R-MBBR反应器和使用生物陶粒的R-BAF反应器）的处理效果,阐述了MBF生物巢厌氧生物滤池的脱氮机理。R-MBF中生物巢的孔隙通道丰富和结构稳定,在正式运行阶段对COD和TN的平均去除率分别为81.71±3.44%、68.81±2.51%。R-MBF较R-MBBR、R-BAF的生物量更丰富,且R-MBF生物活性为49.52%,高于R-MBBR（46.87%）和R-BAF（33.07%）。以厌氧/缺氧微环境为主的MBF生物巢的多维结构解决了传统生物膜无法实现微生物高度富集和微生物剥落的问题。R-MBF中的难降解有机物降解菌属（如Fusibacter、Ferruginibacter等）和反硝化菌属（如Acidovorax、Haliangium等）的群落结构和物种多样性更加丰富,参与碳循环、氮循环过程的细菌群落表现得较为复杂与多样,进而阐明了MBF生物巢厌氧生物滤池深度处理脱氮机理。（4）在较少补充碳源和较短HRT的工况下,探讨了MBF生物巢厌氧生物滤池对实际污水厂尾水的处理效果。结果表明:a)当不补充碳源时,R-MBF的出水TN浓度为9.01 mg/L,能够达到《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限制》（DB32/1072-2018）的排放标准（TN＜10 mg/L）,R-MBBR和R-BAF需补充碳源为24 mg/L,TN去除率才能满足其排放标准。b)HRT缩短至1 h后,R-MBF的出水COD、TN、SS浓度分别19.44 mg/L、6.87 mg/L、6.49 mg/L,仍满足《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限制》（DB32/1072-2018）的排放标准,且去除效果均优于R-MBBR与R-BAF。c)R-MBF不会发生堵塞和填料堆积现象,而R-BAF需每3 d进行一次气水联合反冲洗,R-MBBR需要定期检查防止填料局部堆积。通过以上研究,MBF生物巢厌氧生物滤池在处理尾水深度脱氮方面具有显著的效果与实用性,能够为MBF生物巢技术应用于深度处理提供新技术与理论依据。因此,MBF生物巢技术在深度处理方向具有很广阔的应用前景。