城市生活垃圾在卫生填埋过程中会不断产生大量的垃圾渗滤液。垃圾渗滤液中污染物成分复杂,随着填埋时间的延长,渗滤液中可生化的有机污染物不断降解,氨氮浓度不断升高,逐渐形成一种低C/N比的有机废水,对传统废水处理技术提出了更高的技术要求。陈垃圾是在垃圾填埋场封场后,经过若干年的稳定化过程,逐渐形成一种物理结构松散、吸附能力强、富含大量降解性微生物的垃圾。陈垃圾生物反应器技术是采用填埋场8—10年以上基本性质稳定化的陈垃圾作为填料构建生物反应器处理渗滤液,利用陈垃圾中的微生物降解作用、吸附作用,使渗滤液得到净化,具有成本低廉、抗冲击性能强和污染物去除稳定等优点。本文以陈垃圾生物反应器处理垃圾渗滤液脱氮过程为研究对象,采用荧光定量PCR、454高通量测序技术和16S rRNA基因克隆文库等分子生物技术,对构建的陈垃圾硝化-反硝化反应器和Anammox反应器中的细菌群落进行解析,特别是不同时期脱氮功能微生物如氨氧化细菌(AOB)和厌氧氨氧化细菌(Anammox)的分布和数量、填料样品中细菌群落结构组成及变化、浮霉菌门细菌群落结构组成及变化等,结合系统运行工况和功能变化,从分子生态学角度探讨系统脱氮功能微生物和脱氮效果之间的关系,为系统高效脱氮功能的实现和优化提供理论依据。本文的主要研究结论如下：(1)通过PCR检测发现,陈垃圾硝化—反硝化反应器和Anammox反应器中均存在AOB细菌和Anammox脱氮功能细菌,表明两个反应器中均能够进行氨氧化脱氮和厌氧氨氧化脱氮途径；定量PCR结果显示,硝化—反硝化反应器中AOB细菌数量在107-108cells/g(填料)水平,占总细菌的0.14%；系统运行过程中,AOB细菌数量逐渐增多,随着进水量增加,反应器的氨氮去除率先提高、后降低,但反应器中的AOB细菌数量一直保持较高水平；反应器中Anammox细菌数量在106-108cells/g水平,占总细菌的0.36%,当反应器总氨和氨氮去除率均为最高值时,Anammox细菌数量达到最高水平。(2)陈垃圾Anammox反应器的定量PCR结果显示,其中AOB细菌数量在107—109cells/g水平,占总细菌的0.46%；反应器中Anammox细菌数量在107-109cells/g水平,占总细菌的0.76%；AOB菌和Anammox细菌数量在反应器中的分布同样均呈现出上部和中部位置高于下部功能菌数量的现象。实验结果证实Anammox细菌在反应器中的存在,表明Anammox反应可能是反应器生物脱氮过程之一。同时Anammox反应器中Anammox细菌比例略高于硝化—反硝化反应器,预示Anammox反应器可能具有更强的厌氧氨氧化脱氮能力。(3)454高通量测序结果表明,陈垃圾硝化—反硝化反应器中细菌多样性高,优势细菌为变形菌门(Proteobacteria),占总细菌序列的37.1%,变形菌门中包含多种能分解纤维素等有机物的降解代谢菌；其余优势菌序列包括放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、栖热菌门(Deinococcus-Thermus)等；陈垃圾Anammox反应器中主要优势菌也为变形菌门,占反应器总细菌的39.4%,其余优势菌门类别与硝化—反硝化反应器一致,为绿弯菌门、放线菌门、拟杆菌门。(4)陈垃圾硝化—反硝化和Anammox反应器均含有多种脱氮功能细菌,如AOB、 NOB、反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌。两组反应器中优势脱氮功能菌属较为一致,其中AOB菌优势属为Nitrosomonas属,NOB菌优势属为Nitrospira属；两组反应器中的反硝化细菌序列分别占总数6.12%和4.49%,反硝化细菌中包含多种能进行自养反硝化、好氧反硝化或短程反硝化多样代谢途径的菌；两组反应器中均含有浮霉菌门细菌,优势菌均属为浮霉菌属(Planctomyces)和小梨形菌属(Pirellula)。Anammox反应器中两个样品检测到Anammox细菌序列,为Candidatus Kuenenia属,是人工废水中常见的Anammox菌属。(5)基因克隆文库构建分析结果证实,反应器中含有相当数量的浮霉菌门细菌,分布于反应器各个部位,大部分为已发现的不可培养的菌种。属于浮霉菌门的Anammox菌同样在反应器中广泛分布,但多样性低,为单-Candidatus Kuenenia stuttgartiensis种,该菌是人工废水处理系统中常见的Anammox菌种。由此推测陈垃圾Anammox反应器的主要脱氮途径为硝化、厌氧氨氧化及自养反硝化作用。本研究通过多种分子生物学方法,解析了处理渗滤液的陈垃圾生物反应器中微生物的群落结构,首次采用454高通量测序等手段分析了陈垃圾反应器中各种脱氮细菌,为反应器污染物去除特别是高效脱氮的实现提供了理论依据。