本实验从西安某水域和底泥中分离出两株高效的铁还原菌,对两株菌进行了分子学鉴定,并研究了其铁还原及耦合生物脱氮特性,同时对其在原水反应器中的脱氮特征亦作了相应研究。其中菌株FC61为克雷伯菌属（Klebsiella sp.）,菌株CC76为肠杆菌属（Enterobacter sp.）。菌株FC61和CC76在所选的四种常见的铁源中,最佳铁源均为柠檬酸铁,铁还原率分别为95.09%和88.38%;在所选四种常见碳源中的最佳碳源为葡萄糖,铁还原率达到峰值,分别为95.35%和82.20%。两菌株的氨氮去除效率都随着pH值的增加而增加,且菌株FC61的氨氮去除能力要明显优于菌株CC76。选择1%,5%,10%和15%（V/V）四个接菌梯度来研究最佳铁还原的接菌量,与之对应的铁还原率分别为60.26%,80.61%,83.85%,和73.69%;在相同接菌量下,菌株FC61的氨氮去除能力要明显强于菌株CC76,且两菌株的氨氮去除效果都随着接菌量的增加而增加。铁还原菌FC61和CC76有相似的氨氮去除特性,而菌株FC61的氨氮去除效果明显要优于菌株CC76,取菌株FC61单独研究表明,菌株FC61对氨氮的去除途径有可能一部分是被细菌自身生长所利用,另一部分是被同步铁还原和氨氮去除产生进而产生气体这一过程所利用。铁还原菌的反硝化特性研究表明菌株FC61和CC76能将Fe³⁺转化为Fe2+,与此同时Fe2+将会反过来成为电子供体。从而这个过程将形成一个铁循环的过程。铁还原菌反硝化的动力学研究表明在不同pH值条件下,达到最大铁还原速率的时间都很短。固定化铁还原菌的生物脱氮特性研究表明固定化小球对Fe³⁺和Fe2+都较好的吸附作用,同时对Fe³⁺的吸附作用要强于Fe2+。固定化小球能让菌株更快的适应环境。细菌固定化状态下自抑制效果要优于非固定化状态,这可能与固定状态的分布有关,其中在膜的表面之间可以形成物质的传递促进氨氮和亚硝氮的去除。固定化菌株FC61相对非固定化菌株FC61在除去氨氮上有很大的优势,而且还能保持溶液中相对低的浊度、铁离子,以及相对低浓度的副产物硝氮、亚硝氮。响应曲面的拟合结果显示:在两种状态中,菌株FC61去除氨氮的适应能力在不同温度、pH值、初始Fe³⁺浓度下并没有发生显著改变。观测铁还原菌在异养氨氮反应器中的生物脱氮情况,实验结论与前面对单菌的研究实验结果相吻合。在固定化铁还原菌在硝氮反应器中运行的同时探究在小球中加磁铁矿对生物脱氮的影响,研究表明小球中添加磁铁粉末有助于提高硝氮的去除速率,在添加磁铁粉末的反应器中二价铁的平均浓度要低于未加磁铁粉末的反应器。不同进水氨氮和硝氮浓度下反应器的整体性能和高通量测序分析表明在相同的浓度下,反应器里的物种结构比较相似。此外添加磁铁粉末的反应器并没有对反应器的结果造成显著的影响,仅仅通过调节小球对离子的吸附来提高硝氮的去除能力,同时固定接种的Klebsiella FC61已经很好的适应了环境的要求,是反应器里的优势菌属。