针对目前国内外在好氧反硝化菌的特性和生理生化代谢机制、好氧反硝化动力学及工艺应用等方面研究较少的现状，本研究建立一种筛选好氧反硝化菌的新方法；阐明好氧反硝化菌的特性及其脱氮机制。应用纯菌构建复合菌群的生物强化与异养型好氧同步硝化反硝化脱氮相结合的新工艺，将筛选得到的高效好氧反硝化菌与实验室菌种库保藏的异养硝化菌构建复合菌群，采用异养型好氧同步硝化反硝化工艺，建立生物强化SBR异养型好氧同步硝化反硝化系统，实现在同一反应器中的同步除碳和脱氮；系统分析不同生态因子的作用，采用微生物分子生态学技术揭示异养型好氧同步硝化反硝化过程中的微生物多样性、群落结构组成及其动态演替规律；确定不同反应条件下的限制因子，提出实现反应系统处理效果最优化的生态调控策略。本研究成果将填补国内外异养型好氧同步硝化反硝化系统研究的空白，对生物脱氮理论的完善及高效生物脱氮新工艺的开发，具有重要的理论意义和工程应用价值。