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我国污水处理率不断提高，污泥产量大幅度增加，热水解厌氧消化联合工艺应用于污泥处理，尤其是EPS(胞外聚合物，Extracellular Polymeric Substances)含量较高的剩余污泥极具应用前景。该联合工艺具有改善污泥脱水效果、降低消化池容积负荷、提高沼气产量等优点，但是伴随产生的消化液中有机物浓度更高、成分更加复杂、氨氮浓度更高等问题对城市污水处理厂的运行有显著影响。热水解厌氧消化过程中产生的消化液性质还没有较为详细的资料，该种污水的处理目前还没有先例可寻。 本论文采用新型IFAS(固定生物膜-活性污泥系统，Integrated Fixed-FilmActivated Sludge Systems)形式的CANON(一体化短程硝化-厌氧氨氧化，Completelyautotrophic nitrogen removal over nitrite)脱氮工艺对热水解厌氧消化液进行旁侧处理，设计原液进水、稀释进水和臭氧预处理进水等不同的进水处理方式，利用小试装置对三种处理方式进行反应器运行稳定性及脱氮效果评价。同时利用PCR-Clone测序、实时定量PCR和高通量测序等分子生物学技术对反应器运行过程中絮体污泥及生物膜中的微生物群落进行分析，探究热水解厌氧消化液应用一体化IFAS形式厌氧氨氧化工艺的脱氮机制和微生物响应变化规律。 反应器运行试验结果表明:三种进水处理方式均可实现热水解厌氧消化液的脱氮处理，但是稀释进水和臭氧预处理进水方式更易实现反应器的稳定运行，且臭氧预处理进水方式由于利用臭氧氧化热水解厌氧消化液中部分有机物，可能降低了非致毒性有机物的浓度，使得反应器具有相对更高的脱氮效率和氮去除负荷。利用分子生物学手段对反应器系统内絮体污泥和生物膜填料进行微生物群落结构分析，发现在IFAS形式的CANON系统可以通过生物膜填料有效富集AnAOB(厌氧氨氧化细菌，anaerobic ammonium oxidizing bacteria)，且絮体和生物膜两相共存可实现AOB(氨氧化细菌，ammonia-oxidizing bacteria)和AnAOB的空间分布，更利于一体化短程硝化-厌氧氨氧化系统内二者在各自适宜环境中发挥更高活性。 利用PCR-Clone技术对不同处理方式的反应器系统内脱氮微生物的优势菌种进行检测，三个CANON反应器中AOB和AnAOB的优势菌种没有显著差异。除此之外试验发现AOB主要存在于絮体污泥中，Nitrosomonas eutropha和Nitrosom onas europaea/Nitrosococcus mobilis为优势菌属;AnAOB主要分布在生物膜填料上，絮体污泥中也检测到，但是两相中AnAOB的群落组成差异较大:Candidatus Kuenenia和Candidatus Brocadia在生物膜填料上都属于优势菌种，但在絮体中主要为Candidatus Kuenenia，Candidatus Brocadia所占比例很低，几乎检测不到，二者的分布差异可能是对游离氨或亚硝酸等基质的亲和力不同所致。