将生物电化学技术与ANAMMOX技术耦合,可弥补此工艺在市政污水处理过程中的缺陷,提高其脱氮性能及稳定性。本研究通过组建双室生物电化学系统（BES）,以微生物阳极氧化为主线,在BES中开展基于阳极厌氧氨氧化的多菌群协同全程自养脱氮作用发生与调控机制的研究:通过外加特定范围的阳极电势,在BES中培育电活性厌氧氨氧化生物膜,强化BES中的阳极厌氧氨氧化作用,解析电活性厌氧氨氧化生物膜与固体电极的电子传递机制;通过与传统短程硝化工艺的对比,明晰该生物电化学工艺的运行效能及其在工程应用方面的优势;完成并阐明BES系统中基于阳极厌氧氨氧化的全程自养脱氮作用的强化与耦合机制,最终实现生物电化学强化措施下生物脱氮工艺的优化。主要的研究内容及结果如下:（1）在双室BES中,接入硝化生物膜,以NH4+-N为唯一电子供体,恒定不同的外加阳极电势,考察BES的NH4+-N转化性能与NO2--N的累积情况,并对阳极生物膜的电化学特征及微生物特性进行了解析。试验结果表明,当恒定外加阳极电势为0.50 V时,经过23个CD的运行,BES的阳极便可培育出电活性厌氧氨氧化生物膜,该系统在稳定运行期间具备理想的NH4+-N转化性能,其NH4+-N转化率及其出水中的NO2--N累积率（Ni AR）分别高达98.66%和89.31%。循环伏安扫描分析发现,阳极电活性生物膜具有明显的氧化还原特征,且不同的阳极恒定电势会导致其氧化还原活性出现显著差异。Nitrosomonas europaea是电活性氨氧化生物膜中的优势菌群,在阳极厌氧氨氮氧化过程中起到关键作用。恒定适宜范围的外加阳极电势可促使BES中快速形成电活性厌氧氨氧化生物膜,确保BES高效的NH4+-N转化性能与NO2--N产率。（2）分别利用间歇曝气措施和低氧曝气措施构建了两组短程硝化系统（分别标记为S1和S2）,以S1、S2以及（1）中的构建的B4为试验装置,考察并比较了3组系统的启动进程、氮素转化性能及其微生物特性。试验结果表明,3种运行模式下,各系统的NH4+-N转化性能与NO2--N产率均能得到强化。其中B4的启动进程最短,其稳定运行后的NH4+-N转化率及其出水中的Ni AR分别可达99.28%和88.16%。由分子生物学的试验结果可知,Nitrosomonas halophila和Nitrosomonas europaea均是S1和S2生物膜中的优势菌群,此两种微生物在短程硝化过程中起关键作用。此外,两组系统中均还存在一定量的Nitrospira sp,由此导致其出水中含有一定量的NO3--N。B4的阳极电活性生物膜中Nitrosomonas europaea的相对丰度为8.61%,未检出Nitrosomonas halophila和Nitrospira sp.。扫描电镜分析发现,B4的阳极生物膜表面及其菌体之间覆盖有丝状物质。（3）采用两种耦合模式在BES中构建基于ANAMMOX的多菌群协同全程自养脱氮体系,考察不同耦合模式下系统的氮素转化性能,解析各系统中生物膜的电化学特征及其微生物特性。试验结果表明,BC2的运行模式可使阳极厌氧氨氧化-ANAMMOX-阴极反硝化耦合反应在该系统中得以发生与强化。当系统HRT设置为8 h时,BC2在稳定运行期间的TN和NH4+-N去除率分别为94.99%和99.05%。循环伏安扫描分析发现,BC1和BC2中的阳极电活性生物膜均具有明显的氧化还原特征,且两者的氧化还原特征峰位置类似;而BC2中的阴极电活性生物膜则具有明显的还原特征,其氧化特征峰不明显。BC1阳极电活性生物膜中Candidatus Brocadia和Nitrosomonas europaea的相对丰度分别为17.08%和12.79%,两者均为优势菌群,而Denitratisoma sp.的相对丰度则仅为1.51%;BC2阳极电活性生物膜中优势菌群Nitrosomonas europaea的相对丰度为20.72%,Candidatus Brocadia和Denitratisoma sp.的相对丰度分别仅为0.32%和0.89%,其阴极电活性生物膜中Candidatus Brocadia、Denitratisoma sp.和Nitrosomonas europaea的相对丰度分别为19.45%、13.29%和0.66%。