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氮超标不仅造成地表水体富营养化问题,也威胁着地下水水质安全。目前,低碳氮比生活污水在我国越来越普遍,无法满足传统脱氮工艺反硝化条件,对城镇污水处理提出了新的挑战。铁是微生物生长必不可少的矿物营养物质,广泛参与微生物体内生化反应及能量代谢过程,同时铁循环过程可与氮循环过程相耦合,促进氮的转化。此外,亚铁盐廉价易获取,具有很好的经济效益。污水处理厂中通常在细格栅后投加铁盐去除磷及部分COD,但会造成铁离子残留。研究Fe（II）促低碳氮比污水生物脱氮机理,为剩余铁离子的利用提供思路,从而减少外加碳源量,促进物质合理循环,符合污水处理概念厂的理念,具有重要的实际意义。本试验将外加铁源技术同低碳氮比废水处理相结合,采用模拟人工配置低碳氮比（COD/TN）污水,在以A/O方式运行的SBR工艺条件下研究低碳氮比因素对生物脱氮过程影响,考察活性污泥的抗低碳氮比负荷冲击能力并研究Fe（II）的介入对低碳氮比条件下生物短期及长期脱氮性能的作用效果;利用基于16S rRNA基因序列的高通量测序技术对活性污泥微生物种群结构及多样性进行监测,从分子生物学角度探究Fe（II）促进生物脱氮效果机理。得到的结论如下:（1）考察四种碳氮比（C/N=1,2,3,5）条件下活性污泥生物脱氮过程。结果发现,低碳氮比因素不仅会导致系统反硝化作用进行不彻底,还会影响系统比硝化速率导致硝化作用效果变差,但对有机物去除影响不大。（2）经C/N=5条件驯化成熟的活性污泥具有良好的抗冲击负荷能力,在遭受低碳源、低碳氮比（C/N=1,2,3）负荷冲击后,系统的处理性能能够很快恢复稳定。但低碳氮比负荷运行会导致系统氨氮去除率降低,系统反硝化进行不彻底,出水硝酸盐氮浓度升高,总氮去除效果变差。（3）向四种碳氮比（C/N=1,2,3,5）系统投加Fe（II）,探究Fe（II）对生物短期脱氮性能影响。结果表明,Fe（II）能够迅速且显著促进低碳氮比系统硝化效果,增强系统处理的稳定性。在进水C/N=1、2的条件下,氨氮平均去除率达到83.68%和96.98%,较未投加Fe（II）时提高了21.62%和7.11%。对于进水碳源相对充足（C/N=5）的系统,Fe（II）可以在短时间内促进总氮的去除,总氮平均去除率达到68.23%,较未投加Fe（II）时提高了6.15%。但对于进水碳源不足（C/N=1,2,3）的系统,Fe（II）在短时间内对总氮的促进作用不大。（4）通过对比系统（NH4+-N=40 mg/L,C/N=5）、低碳氮比系统（NH4+-N=100 mg/L,C/N=2）两组平行对比试验研究,考察不同Fe（II）投加阶段内两系统生物长期脱氮性能的变化。结果发现,两系统好氧曝气前30 min内的比硝化速率随着Fe（II）的投加不断提升,对比系统和低碳氮比系统在阶段四的平均比硝化速率为4.56mgNH4+-N/（gMLVSS·h）和11.59 mgNH4+-N/（gMLVSS·h）,较阶段一未投加Fe（II）时提升了29.8%和53.5%;低碳氮比系统在阶段四内的氨氮平均去除率为94.87%,相比阶段一提升了6.66%;Fe（II）也促进了系统反硝化反应的进行,铁氮耦合转化使得系统内可能发生厌氧氨氧化反应,从而降低了低碳氮比系统缺氧搅拌阶段亚硝酸盐氮的累积;Fe（II）对总氮去除效果的提升是质量浓度型的,在混合液总铁累积浓度大于20 mg/L时促进效果较明显,对比系统和低碳氮比系统在阶段四内的总氮平均去除率为67.65%和44.58%,相比阶段一提升了10.37%和14.32%。（5）通过对比系统（NH4+-N=40 mg/L,C/N=5）、低碳氮比系统（NH4+-N=100 mg/L,C/N=2）两组平行对比试验研究,考察不同Fe（II）投加阶段内微生物种群结构及多样性演变情况。在未投加Fe（II）的情况下,低碳氮比系统污泥种群丰度和物种多样性均低于对比系统。Fe（II）投加后,两系统的Chao1指数和ACE指数上升、Simpson指数提高、Shannon指数降低,说明Fe（II）促进了微生物种群的丰富程度,使优势物种更加显著。对不同阶段内微生物群落结构进行分析:未投加Fe（II）时,两系统活性污泥微生物优势种群相似,部分微生物种群含量存在差异,高氨氮、低碳氮比系统较对比系统存在更多的硝化螺旋菌门;Fe（II）投加后,对氮的去除至关重要的变形菌门仍为最优势种群且相对丰度占比提升,含有厌氧氨氧化菌的浮霉菌门、含有硝化螺菌的硝化螺旋菌门以及部分好氧反硝化菌属所占相对丰度也出现增长,说明Fe（II）促进了具有硝化反硝化功能的微生物种群的生长,从而促进系统脱氮性能提高。聚类分析的结果进一步显示Fe（II）对微生物群落结构变化产生影响且比碳氮比的影响更显著。