近年来,社会及工业发展进程日益加快,诸多污染问题随之而来。不同性质的污染物在地下水中重叠所造成污染已成为亟待解决的问题,而TCE/NO₃^--N混合污染便是其中极具代表性的问题之一。然而,目前对于同时去除两种污染物的修复技术仍少见于报道中,本研究采用取自潜在污染场地的土著微生物群落,对TCE还原脱氯及NO₃^--N反硝化进行协同处理,并对传统微生物固定化技术进行改良,开发含活性物质的微生物固定化颗粒,构建可长期稳定运行的生物反应器,为TCE/NO₃^--N混合污染的生物修复提供参考。在本研究中,利用潜在污染场地的土壤样本,提取并驯化培养了悬浮微生物群落,在系统中添加活性炭（PAC）及麦饭石（MF）作为活性物质,采用合成污染地下水,研究了不同pH、温度、活性物质投加量及TCE浓度对悬浮微生物去除性能的影响,通过中心组合设计（CCD）及响应曲面分析（RSM）对各影响因素之间的相互作用关系进行了分析,发现系统中TCE或NO₃^--N的存在对微生物的代谢活性不存在抑制作用,而pH及温度对微生物的代谢存在显著作用;通过模型分析得到此土著微生物群落去除TCE/NO₃^--N混合污染的最优条件,即在添加PAC时为pH 8.01,温度20.18℃,PAC投加4.04%,TCE浓度3.87 mg/L;在添加MF时为pH 8.06,温度23.07℃,MF投加4.15%,TCE浓度2.93 mg/L。利用此悬浮微生物群落进一步制备了微生物固定化颗粒,将已获得的最优条件作为参考,研究不同TCE浓度对固定后的微生物群落影响,发现固定后的微生物群落对TCE的胁迫具有更强的适应性,TCE浓度从1.25 mg/L逐渐增加至7.50 mg/L时,此微生物固定化颗粒仍可保持稳定的TCE/NO₃^--N去除率。通过对系统中微生物酶动力学分析及模型拟合发现,添加PAC及MF的系统内酶反应均符合催化反应模型,TCE/NO₃^--N的混合污染没有对酶活性产生抑制作用。另外,本研究也使用了实际污染地下水对此微生物固定化颗粒的性能进行验证,实验表明该颗粒在处理实际地下水时仍能实现理想的效果,且反应速率高于合成污染地下水,MF可在反应过程中逐渐溶出多种微量元素,对微生物酶具有促进作用,并提高微生物的活性及其处理性能。在利用微生物固定化颗粒填充膜生物反应器时,发现含PAC固定化颗粒对TCE的吸附量为0.040 mg/g,对NO₃^--N的吸附量为0.020 mg/g;含MF固定化颗粒对TCE的吸附量为0.052 mg/g,对NO₃^--N的吸附量为0.024 mg/g,二者对两种污染物的吸附能力微弱,证明在利用微生物固定化颗粒的反应中,仍以生物去除为主,而PAC或MF的吸附作用为辅。此外,在含PAC及MF的固定化微生物系统内,改变水力停留时间（HRT）对TCE去除的影响均大于对NO₃^--N去除的影响,而含MF微生物固定化系统在HRT发生改变时对TCE/NO₃^--N混合污染表现出了更稳定的去除效率。对系统中微生物群落利用不同氮源的总反应式进行了计算,建立了TCE/NO₃^--N混合污染系统中底物与生成物之间的化学计量关系。通过对该土著微生物群落的结构及多样性分析发现,反应时间的增加及外界条件的改变均会对其结构产生一定的影响,而MF的添加能够增加微生物群落的多样性和丰富度,并促使系统内的微生物类群在长期富集培养中共同生长,从而形成更为稳定的微生物群落结构。本研究基于土著微生物群落,研发了含PAC及MF的微生物固定化颗粒,并构建了可长期稳定运行的生物反应器,为修复地下水中TCE/NO₃^--N混合污染奠定了理论基础,也为该工艺的应用提供了技术支持。