高氨氮有机废水存在难处理、高污染、可生化性差等问题，使得污水生化处理面临巨大挑战。为了尝试解决高氨氮有机废水污染问题，找到适用于处理高氨氮有机废水的工艺系统，本论文通过构建厌氧-好氧组合处理试验装置，利用模拟高氨氮废水培养出脱氮活性污泥，进而应用于处理实际沼液，考察了厌氧-好氧工艺中活性污泥对模拟高氨氮有机废水、实际沼液的处理效果及脱氮除碳过程的影响因素，并研究反应系统中微生物种群结构变化规律，解析硝化反硝化功能菌的生态学关系，为现有高氨氮有机废水处理的强化及同步脱氮除碳机理提供进一步的参考。主要研究结论如下:　　(1)系统考察了NH4+-N浓度、C/N、不同工艺条件（单独好氧、单独厌氧、厌氧-好氧串联、厌氧-好氧循环工艺）以及循环工艺参数（循环流量、循环流速、进水氨氮浓度）下活性污泥处理模拟的高氨氮有机废水的影响。当进水氨氮浓度低于150 mg/L时，上述四种工艺条件除了单独厌氧状态外，其他三种工艺条件在24 h都可以达到近99.99％的氨氮降解率，COD降解效率能够长期稳定在95％以上;当初始氨氮浓度250 mg/L时，好氧活性污泥对氨氮去除率高达72％，去除速率能够达到14.3 mg/(L·h)，COD去除率为85％，去除速率维持在59.7 mg/(L·h)左右;对于高浓度(＞350 mg/L)氨氮进水，单独好氧反应器处理的氨氮效率低于30％，厌氧-好氧循环工艺有60％的氨氮去除率，COD去除率依然可达90％，且150 mg/L的进水氨氮能够在4～8 h降解至达排放标准。考察循环工艺影响因素，得出最佳A/O工艺条件即低于400 mg/L进水氨氮浓度、循环流量为15mL/min(10 rpm)、C/N=8～12。　　(2)高通量测序结果表明处理高氨氮有机废水变形菌的占比高达45％。在高强度曝气条件下，DO仅0.01～0.2 mg/L污泥的耗氧速率很高，之后的DO会增加到6～8 mg/L，COD刚好检测出很少或基本降解完全，出水NO3--N、NO2--N积累量远小于NH4+-N的减少量，系统实现了同步硝化反硝化。NH4+-N的代谢途径很可能是一部分未经过NO3--N而直接脱出系统或系统存在异养硝化且较高的反硝化作用。　　(3)考虑到实际废水的复杂性，实验后期以活性污泥处理实际沼液为研究对象。得出超过650mg/L的NH4+-N对微生物产生很强的抑制作用，在48 h仅能完成20％的氨氮降解率，延长反应时间至60 h对沼液氨氮的去除率可达68.9％。535 mg/L沼液氨氮可以从一开始108 h降到100 mg/L以下缩短至50 h降到80mg/L出水氨氮，添加葡萄糖可以提高好氧污泥对沼液COD的利用率并最终实现完全硝化反硝化效果，出水氨氮仅12.5 mg/L。厌氧-好氧组合工艺可以实现不添加葡萄糖的情况下利用沼液碳源，当进水浓度COD为3500mg/L、NH4+-N为750mg/L时，通过A/O工艺处理可以使出水COD低于500 mg/L，NH4+-N低于55 mg/L。　　(4)微生物种群分析显示处理沼液氨氮及COD主要由Pseudomonas、vadinBC27_wastewater-sludge_group、W27 norank、Acinetobacter、Brevundimonas、Propionibacteriaceae这6株菌发挥作用，其中厌氧反应器Pseudomonas、Propionibacteriaceae占比超过50％，好氧反应器占比50％丰度是Brevundimonas、W27 norank两株菌。