近年来,氮、磷及有机物造成的水体污染在全球范围内受到广泛关注。屠宰废水作为其主要来源之一,若未经妥善处理而排放会对水体环境造成严重危害。针对屠宰废水常规二级生物处理出水中氮、磷及有机物浓度较高的问题,本研究在二级生物处理工艺的基础上,开展深度处理技术研究工作。本研究在天然沸石脱氮除磷除碳性能及作用机理研究基础上,以天然沸石为主要生物活性载体、以单质硫颗粒为电子供体、以固体废弃物牡蛎壳为碱源,构建天然沸石-单质硫氧化反硝化反应器（Z-SOD）,探究添加天然沸石对硫自养反硝化反应器内污染物去除效果以及微生物的群落影响情况、解析生物反硝化强化脱氮除磷除碳去除机理。首先,在天然沸石脱氮除磷除碳技术研究中,通过其静态实验确定天然沸石去除氨氮（NH₄⁺-N）过程符合Freundlich等温吸附方程（R²>0.90）;与NH₄⁺进行离子交换的主要阳离子为Na⁺和Ca²⁺。与此同时,天然沸石对磷酸盐(PO₄^3-)的去除率稳定在8%¹0%,COD去除率约60%。通过吸附解吸研究确定,NH₄⁺在pH为12时解吸效率最佳,为50%;PO₄^3-在pH为2时解吸效率最佳,为45%;COD在所有pH值下解吸效率均保持在20%³0%。热力学研究表明,天然沸石去除NH₄⁺-N为自发过程,是放热反应。基于上述结论,进一步展开改性对沸石物化吸附氮、磷和有机物的影响研究。动态实验研究结果表明,改性可提高沸石的NH₄⁺-N去除能力,两者动态实验反应速率均符合Logistic模型（R²>0.995）。综上所述,尽管动态柱实验中改性沸石吸附效果优于天然沸石,但效果仍不显著,与此同时,两者对于PO₄^3-及COD的去除效果相一致,无显著差别。依托上述实验结果,确定天然沸石作为反应器载体。在天然沸石脱氮除磷除碳技术研究的基础上,构建基于硫自养反硝化的氮、磷及有机物深度处理Z-SOD反应器,并与一般意义上的SOD进行性能对比。结果发现,在空床接触时间（EBCT）为8.1 h时,Z-SOD和SOD反应器能够持续有效地去除NO₃^-（NO₃^-去除率为90%⁹5%）,PO₄^3-的去除率为30%⁶0%,COD浓度不断增加,但Z-SOD反应器内副产物生成量显著低于SOD;通过沿程NO₃^-和硫酸盐(SO₄^2-)浓度检测及反应动力学计算,确定EBCT为6.3 h时,Z-SOD反应器利用率最高且出水污染物浓度可满足排放要求;处理实际屠宰废水二级生物处理出水的研究结果表明,Z-SOD仍能够持续有效地去除NO₃^-（NO₃^-去除率为90%）,PO₄^3-的去除率为30%⁷0%,COD浓度处于稳定状态。微生物群落结构研究发现,反硝化系统中优势菌属包括Thiobacillus、Acinetobacter和Denitratisoma,好氧菌、反硝化细菌共存,从而实现持续有效的NO₃^-去除。综上所述,本研究设计并构建的Z-SOD反应器,能够有效去除水中的氮、磷和有机物,并适用于实际屠宰废水二级生物处理出水的深度处理,是一种成本低廉、简单高效的废水深度处理方法。