海水在工业、养殖业和日常生活中的广泛使用,使得大量含盐废水产生,盐度高达15-45 g/L,占全球废水总产量的5%。含盐废水通常伴随着氮素污染等问题,易引起自然水体的富营养化,严重破坏生态平衡,威胁人类健康。生物法因其能源资源消耗少、不易产生二次污染等优点,被广泛用于氮素污染的治理。传统生物脱氮方法中硝化细菌与反硝化细菌的代谢特性和环境条件适应性存在差异,增加了人工调控难度和运行成本。异养硝化-好氧反硝化（Heterotrophic nitrification-aerobic denitrification,HN-AD）过程的提出,使得在单一构筑物中进行含盐废水氮素污染处理并实现同步硝化反硝化成为可能。目前,关于异养硝化-好氧反硝化的研究主要聚焦于功能菌株的筛选及脱氮特性的探索,对于其脱氮机理的研究较为局限,脱氮通路的假设证据不足。部分HN-AD功能菌株世代时间长,脱氮效率低,在水体中大多呈悬浮状态生长,在污水的连续流处理中易流失,需要额外固定化处理。针对HN-AD纯培养菌株在微生物群落的合成和构建方面的研究存在一定空白。本研究针对上述问题,在实验室丰富的海洋菌种资源库中筛选出了原生耐盐的高效异养硝化-好氧反硝自絮凝菌株,探究了其在不同盐度、温度、pH、碳源、C/N以及在Pb2+、Cd2+胁迫下的脱氮特性,讨论了菌株对复杂环境的适应性,优化得到了上述菌株的最适脱氮条件。在宏观物质和分子生物学、遗传学等维度,证明了关于HN-AD脱氮通路的假设。基于菌株高效异养硝化-好氧反硝化的脱氮性能、盐度耐受性以及自絮凝特性自下而上地合成构建了异养硝化-好氧反硝化微生物组,监测其在SBR反应器中对模拟含盐污水的处理效果及群落结构变化。本文主要研究内容与结论如下:本研究从海底沉积物中筛选出了两株具有高效异养硝化-好氧反硝化潜力的菌株,鉴定为 Acinetobacter johnsonii 2-1-H 和 Pseudomonas kunmingens 8-C。其中 A.johnsonii 2-1-H具有较短的世代时间,P.kunmingens 8-C具有自絮凝特征和良好的沉降性能。菌株A.johnsonii 2-1-H的最适盐度范围3%-8%,温度耐受范围15℃-35℃,pH适应范围7-9,无水乙酸钠是其最佳碳源,最佳C/N为10,对低于20mg/LPb2+和低于10 mg/L Cd2+有一定耐受性;菌株P.8-C的最适盐度范围3%-8%,温度耐受范围15℃-35℃,pH适应范围7-9,无水乙酸钠是其最佳碳源,最佳C/N为7.5,对低于20 mg/LPb2+和低于10 mg/LCd2+有较好的耐受性;15N稳定同位素示踪结果说明了菌株A.johnsonii 2-1-H和P.kunmingens 8-C异养硝化-好氧反硝化过程得最终产物是N2;全基因组测序结果显示,两株菌的基因序列中分别包含11种与氮代谢相关的酶编码基因,它们包括:nxrAB、glnA、glt1、narGHI、napAB、nirK、nirS、norBC、nosZ、nirBD、nasAB;PCR 结果证明,amoA 和 hao 基因在A.johnsonii 2-1-H和P.kunmingens 8-C中实际存在,但丰度较低,推断出还存在其它与NH4+-N去除相关的酶与AMO、HAO一起协同催化该过程。两种HN-AD脱氮通路在菌株A.joAnsonii 2-1-H和P.kunmingens 8-C 中共存,具体路径如下:（1）NH4+-N→NH2OH→NO→N2O→N2;（2）NH4+-N→NH2OH→NO2--N→N03--N→NO2--N→NO→N2O→N2。由菌株A.johnsonii 2-1-H和P.kunmingens 8-C合成构建的HN-AD微生物组处理效果稳定,40天内,SBR反应器NH4+-N去除率为92.92±1.19%,TN去除率为87.65 ±1.78%,N02--N和N03--N积累量少。对照组水质波动较大,40天内NH4+-N去除率仅为14.43±7.50%。实验组微生物群落丰富度和多样性较高,发展成为了较为稳定的群落,自絮凝菌株P.knmingens 8-C的成膜能力为稳定而多样的微生物组的合成提供了条件。本研究丰富了异养硝化-好氧反硝化脱氮微生物菌种资源,为HN-AD代谢机理及脱氮通路提供了更加充分的证据,探索了菌株在模拟含盐污水连续处理中的可行性,在高盐污水氮素污染治理领域具有广泛的应用前景。