传统脱氮技术需要外加碳源来提高脱氮效果,提高成本的同时还会产生大量剩余污泥造成环境污染等问题。而厌氧氨氧化（Anaerobic Ammonia Oxidation,ANAMMOX）技术是一种能耗低、脱氮能力强的新型脱氮技术,具有产泥量较低,无需外加碳源的优点,且厌氧氨氧化菌（An AOB）是自养菌,但An AOB菌却易受环境因素的干扰。鉴于金属离子能增加微生物群落的数量和提高反应器的脱氮效果,因此本试验利用富铁填料可以释铁的特性,将富铁填料柱与厌氧氨氧化反应器串联运行组成新型的物化-生化综合脱氮系统。本试验研究了富铁填料的特性,同时分别研究氨氮、有机物抑制条件下,厌氧氨氧生物膜反应器脱氮性能及微生物多样性的变化情况;最后富铁填料柱与厌氧氨氧化反应器串联运行,实现高效深度脱氮。富铁填料对水中的溶解氧有一定的去除作用,进水溶解氧浓度低于4.00 mg/L时,填料层高度为90 cm时的溶解氧浓度均低于2.5 mg/L,此取样口处溶解氧的浓度最低,后续试验将溶解氧浓度控制在3～4 mg/L左右。富铁填料在水中会溶出一定的铁离子,所释放的TFe、Fe3+浓度会随着富铁填料柱填料层高度的增加而增加,填料层高度为90cm处Fe2+浓度达最大值。富铁填料可以去除反应器内部分有机物,有机物浓度为90 m g/L时去除率最高可达6.31%。富铁填料使反应器内的可生化性和p H值均有所增加。厌氧氨氧化生物膜反应器以聚氨酯多孔材料作为填料,接种并富集An AOB菌至108d时,反应器内NH4+-N、NO2--N和TN的去除率分别为99.11%、98.34%和85.74%。试验探究不同有机物浓度和高氨氮浓度抑制条件下,厌氧氨氧化反应器内氮素的去除情况:有机物浓度提高至30、60 mg/L时,反应器内NH4+-N和NO2--N的去除效果有所下降,但去除率均高于98%,提高有机物的浓度至90 mg/L,反应器的去除效果显著下降;氨氮浓度从40 mg/L提高至100 mg/L时,NH4+-N的去除率从99.36%降至75.06%,反应器内TN去除率降低了13.73%,结果表明氨氮、有机物浓度过高会对厌氧氨氧化反应器的脱氮性能产生不利的影响,使得Anammox反应器的脱氮性能明显下降。高通量测序分析不同有机物浓度对厌氧氨氧化反应器内微生物多样性可知,有机物浓度为60mg/L时样本内微生物类别的数量均高于其他样本,有机物浓度为90mg/L时,Proteobacteria和Bacteroidota的丰度值远远高于其他样本。各样本属水平下,相比于ANB0＿16中的6.56%,ANB60＿16和ANB90＿16中Denitratisoma的丰度分别提高了4.34%和0.07%;有机物为60mg/L时反应器底部和16cm处的Candidatus＿Brocadia的丰度与无有机物时相比分别提高了8.50%和5.91%,表明适宜的有机物会促进厌氧氨氧化菌属和变形菌门的丰度值,过量会使其丰度降低。氨氮浓度从40 mg/L提高至100 mg/L时,反应器内OTU种类的数量有所减少。反应器内Chloroflexi、Firmicutes的丰度值变化较为明显,反应器底部浮霉菌门的丰度值为7.42%,中部增加了4.21%。对属水平进行分析,反应器底部Bacillus、OLB14、SBR1031三种菌属的丰度值均高于中部;反应器内厌氧氨氧化菌属Candidatus＿Brocadia和Candidatus＿Jettenia丰度均有所增加,底部氨氮浓度较高对An AOB菌产生抑制,使得底部的厌氧氨氧化菌属的丰度值较低,中部由于沿程氨氮浓度逐渐减小,使得氨氮对厌氧氨氧化菌的不利影响有所减弱,从而增强了厌氧氨氧化菌属的丰度值。进水NH4+-N浓度为100 mg/L时,富铁填料柱与厌氧氨氧化反应器串联运行,厌氧氨氧化反应器TN的去除率提高至80.79%,反应器内的优势菌种从Chloroflexi（绿弯菌门）变为Planctomycetota（浮霉菌门）,且反应器底部和中部浮霉菌门的丰度分别为34.93%和24.09%,与A＿0和A＿40相比分别增加了27.51%和12.46%;表明富铁填料柱减弱了氨氮浓度对厌氧氨氧化反应器的抑制作用。