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我国生活污水的排放量逐年增加,污染物成分日益复杂。随着城镇污水排放标准的提高,污水处理厂对生物处理的技术和工艺提出了更高的要求。好氧活性污泥法作为生活污水的常规处理工艺存在着能耗高、剩余污泥产量大、自养硝化菌生长缓慢等缺点。相比之下,厌氧处理工艺在一定程度上能克服上述缺陷,不过对污水中NH4+-N的去除效果并不理想,导致出水水质难以达到排放标准。此外,厌氧发酵过程中产能较低限制了厌氧微生物的产率和代谢速率。本研究以实现生活污水的高效、深度脱氮为目标,设计出一种厌氧/好氧折流板反应器,通过在厌氧反应腔室引入改性玄武岩纤维（MBF）形成“生物巢”来提高有机负荷的去除效率和反硝化率;通过将低碳/氮（COD/TN）比混合液单独硝化后和进水混合在厌氧反应腔室完成深度脱氮。具体研究内容和结果如下:（1）厌氧/好氧折流板反应器（AOBR）参数的优化。通过单因素实验,考察HRT、（混合液）回流比（R）、（硝化腔室）DO对AOBR-B处理生活污水效果的影响。在不同HRT条件下,AOBR-B（含有生物巢）与AOBR-C（不含生物巢）对NH4+-N的去除无显著差别,但在TN和COD去除率方面有显著差别,前者相对后者分别增加了2.75%和3.92%（HRT=18 h）;在不同R值下,COD去除率在两反应器中无明显差别;当R=200%时,AOBR-B内的TN的去除率为77.18±1.57%,高于AOBR-C的69.17±4.36%。对硝化腔室的DO浓度来说,提高AOBR-B反应器硝化腔室的DO浓度时,其污染物的去除率也随之提高,不过,DO过高时不利于NH4+-N的去除,当DO=1.0-2.0 mg/L时,AOBR-B对NH4+-N和TN的去除效果最佳。随后开展正交试验,确定了AOBR-B反应器最佳运行条件为HRT=15 h、R=300%、COD/TN=11.4时,AOBR-B具有最佳的脱氮除碳性能。（2）AOBR的脱氮效果评价及机理分析。在最佳运行参数下,AOBR-B对生活污水中COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别为90.94±0.84%、91.14±1.60%和80.77±1.20%,相对于AOBR-C分别增加了6.22%、4.13%和9.35%。基于共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）和荧光染色的生物活性分析表明:AOBR-B内的生物巢在6 cm深度仍保持很高的生物活性。就生物量而言,AOBR-B的II、III、IV腔室内的MBF生物巢体积密度可分别为20.15 kg/m~3、18.68 kg/m~3和18.41kg/m~3,远高于AOBR-C对应腔室内的活性污泥。扫描电子显微镜（SEM）显示生物巢内部具有丰富的非均质结构,为底物的扩散和代谢产物的释放创造了有利的微环境。通过对生物巢内细胞外聚合物质（extracellular polymeric substance,EPS）组成和含量分析发现EPS对生物巢的快速形成和结构稳定起重要作用。根据宏基因组测序结果显示,硝化腔室内的菌属主要异养硝化和好氧反硝化菌（HN-AD）（如Thauera sp.、Methylibium、Acidovorax、Brevundimonas）和有一定比例的自养硝化菌（如Nitrosomonas、Nitrosospira、Nitrococcus、Nitrobacter和Nitrospira等）组成,其相对丰度在两反应器中高达37%。各厌氧反应腔室的微生物群落主要有兼性厌氧和严格厌氧菌组成,其中Raoultella、Longilinea、Bacteroides、Propionibacterium、Levilinea等主要参与发酵产酸过程,Enterobacteriaceae＿noname和Ignavibacterium主要参与硝酸盐还原过程,而Methanosaeta和Methanoregula主要参与产甲烷过程。（3）AOBR的应用评价。在最佳运行参数下,AOBR-B和AOBR-C反应器对实际生活污水中COD、NH4+-N、TN、TP、SS的平均去除率分别为（88.39±2.54%,83.72±2.76%）、（85.79±3.15%,84.13±3.66%）、（69.97±4.71%,60.74±4.48%）、（97.66±0.80%,92.29±2.77%）和（86.36±2.56%,70.97±5.08%）。和常规厌氧折流板反应器（ABR）相比,AOBR-B反应器借助MBF填料形成的生物巢大幅增加了厌氧装置内的生物量,显著改善了厌氧发酵的速率和有机负荷去除能力;厌氧腔室与硝化腔室耦合,进一步解决了厌氧工艺不能有效去除NH4+-N的缺陷。综上,厌氧/好氧折流板反应器为厌氧处理生活污水提供了一种新方案,为城市社区生活污水的源头处理提供了新思路。