当前,氮磷营养物过剩导致的自然水体富营养化问题引起了广泛关注。快速城镇化进程中,城市原有市政污水处理设施的老化和工艺的单一性,无法有效地控制尾水中的氮磷含量。水厂尾水中超标氮磷进入水体,加快了水体富营养化进程,形成了潜在的环境风险。因此,现有水厂工艺的提标改造应对污水中的氮磷进行深度处理。深床滤池作为常见的深度处理工艺,对水中的污染物有良好的处理效果,而硫铁矿作为深床滤池的滤料,能为反硝化过程提供电子,有较为广泛的应用前景。本研究选择硫铁矿原矿、硫铁矿尾矿及磁铁矿为研究对象,基于矿石可以作为自养反硝化的电子供体的特点,以水厂二级出水中含有的有机物和矿石作为反硝化的电子供体,对比研究三种矿石同步去除水中氮磷污染物的能效。并在此基础上探究了硫铁尾矿粒径大小及葡萄糖包覆对硫铁尾矿异养-自养反硝化系统同步脱氮除磷能效的影响。主要研究结果如下:(1)硫铁矿原矿和其尾矿实验组对水中NO₃^-去除效果接近,分别在132 h内去除污水中69%和60%的NO₃^-,而磁铁矿实验组仅在前36 h去除水中35%的NO₃^-。三个实验组均能够在48 h内将污水中低浓度的PO₄^3-降解至检测限以下,随着反应的进行,污水中的PO₄^3-浓度低于检测限。硫铁矿及硫铁尾矿实验组在反应开始的12 h,反应副产物SO₄^2-增长迅速,在12 h至132 h的过程中,两个实验组中的SO₄^2-浓度一直处于增长趋势。(2)针对硫铁尾矿实验组反应速率较慢、去除率较低的缺点,探究粒径变化及葡萄糖包覆对硫铁尾矿反硝化体系同步脱氮除磷的影响。结果表明:随着粒径的减小,硫铁尾矿更容易被氧化,水中NO₃^-及PO₄^3-去除速率略有加快,同时反应初期所产生的SO₄^2-浓度增高。(3)葡萄糖包覆硫铁尾矿后,尾矿理化性质发生了变化,反应过程中pH下降速率减慢,去除NO₃^-的能力增强,在24 h水中PO₄^3-浓度低于检测限,且能够减少SO₄^2-的产生。(4)硫铁矿尾矿异养-自养反硝化系统脱氮过程分为两个部分,前36 h主要利用水中残余的有机物进行异养反硝化,主要依靠Betaproteobacteria来进行NO₃^-的去除,在36h至反应结束时间段,主要通过Epsilonproteobacteria利用硫铁尾矿进行自养反硝化。由于反应后污泥中没有检测到聚磷菌的存在,说明生物去除对硫铁矿尾矿系统除磷贡献不大,水中的Fe³⁺能够与PO₄^3-反应生成Fe PO₄,达到去除PO₄^3-的目的。本研究的结果为硫铁矿尾矿异养-自养反硝化系统去除水中的氮磷污染物提供了数据支撑,对于解决污水厂二级出水氮磷超标、缓解水体富营养化有重要意义。