随着我国工业和农业的不断发展,我国水体富营养化程度逐年加重,严重制约着我国社会经济和环境的可持续发展。导致水体富营养化氮和磷来源非常广泛,主要为工业、农业和城镇生活污水等。传统异养反硝化工艺在处理高浓度氮磷污水取得了良好效果,但是异养反硝化对C/N要求较高。普遍研究认为:在C/N比例达7-8时才能实现有效脱氮,一般水体很难达到要求。因此,自养反硝化技术被广泛研究,尽管硫自养反硝化具有较高效率的脱氮效率,但对磷酸盐的去除率很低。因此,研究开发黄铁矿同步去除微污染水体中氮和磷的技术具有现实意义。针对去除富营养化水体中氮磷及二级出水中的氮磷,本文采用以黄铁矿为硫源的自养反硝化方法,研究了黄铁矿同步去除污水中氮和磷的行为与相关机理。本研究的主要内容和结论如下:（1）针对来自广东云浮（Py-Y）和安徽铜陵（Py-T）黄铁矿进行了批次试验。研究发现Py-T基本不能被微生物利用进行自养反硝化,而Py-Y则能够有效的进行自养反硝化。以Py-Y为硫源对影响反硝化的主要参数进行了研究。Py-Y/方解石（质量）比为1:0时,即无碳源的情况下反硝化完全受到了抑制,当Py-Y/方解石（质量）=3:1时,反硝化脱氮去除速率最快,平均去除速率为3.50 mg-N/L·d;对初始pH值的研究发现,在近中性条件下有较高的反硝化速率,pH值过高会造成一定浓度亚硝氮积累;初始氨氮浓度对反硝化有一定的影响,氨氮的限制浓度约1.4 mg/L;进水磷酸盐浓度为0 mg/L时,亚硝氮积累高达15.07mg/L,严重影响反硝化速率,磷酸盐的限制浓度约为0.5 mg/L;温度在20-30℃时,具有较高的反硝化效率达95%,并且温度越高除磷效果越好;不同粒径和矿量对黄铁矿脱氮除磷的本质影响基本是一致的,都是通过提供微生物附着的表面积的方式影响反硝化和除磷速率,表面积越大,越有利于反硝化脱氮除磷。整个过程中较多的反硝化细菌处于悬浮生长,微生物增殖的同时伴随着黄铁矿的氧化。（2）在研究Py-Y厌氧反应器的启动方式试验中,动态启动和静态启动都能达到反应器正常启动的目的。静态启动时微生物在反应器内分布均匀,耗时长,方法简单;动态启动能够快速启动反应器并且能够使微生物更好的适应水流动状态,微生物量随着水流方向沿程减少。（3）Py-Y厌氧反应器的进水pH为7±1时反应器具有较高的反硝化脱氮除磷效率,pH值较低时对反硝化不利,容易造成亚硝氮的积累,进水pH过高严重影响磷酸盐的去除;在反应器进水氨氮浓度为零时,严重影响反硝化速率,造成亚硝氮积累,氨氮的限制浓度为1.4 mg/L;当进水中碱度值为零时,反硝化速率受到抑制,总氧化性氮的去除率约54.9%,结果表明,进水碱度值应维持100 mg/L左右;在研究磷酸盐浓度对反硝化脱氮除磷的影响时,结果表明,当磷浓度为零时容易造成亚硝酸盐氮的积累,并且总氧化性氮几乎没有降低,可见进水中保持一定浓度的磷酸盐磷是十分必要的。（4）反应器Py-Y和Py-T动态启动完成时,微生物群落结构主要以氧化硫单胞菌属（Sulfurimonas）和硫杆菌属（Thiobacillus）为主,两者都具有利用黄铁矿反硝化脱氮的功能,随着反应器运行,反应器内微生物种类增多,但是具有反硝化能力的菌种丰度减少。（5）不同晶格结构的黄铁矿作为自养反硝化所需硫源提供电子能力存在一定的差异,XPS分析结果表明,两种黄铁矿Py-Y和Py-T表面铁和硫的化学态及其化学态的占比基本一致;TEM分析结果表明,黄铁矿Py-Y和Py-T具有不同的晶体结构,Py-Y为多晶结构主要晶面包括面（220）、（211）、（111）,Py-T为单晶结构晶面主要为面（100）、（110）和（210）。单晶黄铁矿Py-T的（100）、（110）和（210）面比多晶黄铁矿Py-Y的（220）、（211）、（111）面更具稳定性,即（100）、（110）和（210）面表面能总和高于（220）、（211）和（111）面总和。