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生物絮凝中微生物主要由异养细菌、硝化细菌和反硝化细菌组成。养殖水体中的氨氮（TAN）、亚硝态氮（NO2-）和硝态氮（NO3-）的去除过程,主要依靠絮团上黏附的异养细菌的同化作用、硝化菌的硝化作用和反硝化细菌的反硝化作用完成。有机碳源的添加可以为异养细菌的生长和繁殖提供能量,当碳氮比（C/N）偏低时,无法满足异养细菌对碳源的需求,因此异养菌无法高效的处理养殖水体中的氨氮、亚硝态氮和硝态氮,进而造成氨氮、亚硝态氮和硝态氮的积累。而硝化细菌属于化能自养型细菌,即使在低条件的C/N条件下,仍然能进行高效的水处理。因此C/N是决定生物絮凝的同化作用、硝化作用和反硝化作用的重要影响因子。在生物絮凝的研究中,C/N的调控过程一直是研究的热点。本文对不同C/N条件下生物絮团对系统中氨氮、亚硝态氮和硝态氮的去除效果和微生物群落的变化,以及不同C/N条件下硝化作用和反硝化作用强度进行了研究。主要结果如下:1.TSS为500mg/L时,不同C/N对生物絮团净化效果及微生物群落变化的研究第一批次实验,将培养20天的生物絮团,调絮体浓度至500 mg/L,均分到15个4L原位式生物絮凝反应器中,模拟养殖系统。C/N设置5个梯度（10:1、15:1、20:1、25:1和30:1）,实验结果发现:与其他组相比,C/N=20组,对TAN、NO2-的去除率最大,但五组间TAN和NO2-浓度变化无显著性差异（P>0.05）。C/N=15、20、25、30组,NO3-的去除率显著的高于C/N=10组（P<0.05）。C/N=10组NO3-的积累量显著的高于其他组（P<0.05）。五个处理组在实验第一天都发生了反硝化作用,其中C/N=10组的氧化还原电位（ORP）在实验第五天升高到正值,其他四组ORP,一直保持在负值,但五组ORP变化无显著性差异（P>0.05）。第二批次实验,在第一批次实验筛选出的差异组间,即在C/N=10和15之间,设置较小梯度的C/N,分别设置为10:1、11:1、12:1、13:1和14:1,对照组不添加葡萄糖组。结果显示:C/N=11组,对水体TAN和NO2-的去除率最高,分别为95.00%和97.57%,但六组间TAN和NO2-的浓度变化均无显著性差异（P>0.05）。C/N=12组对NO3-的去除率最大,为79.31%。对照组NO3-积累量最高,与C/N=10和11组存在显著性差异（P<0.05）,C/N=10、11组与C/N=12、13和14组的NO3-积累量也存在显著性差异（P<0.05）。将NO3-积累量有差异性的处理组进行微生物多样性分析,结果显示:不添加碳源组、C/N=10、12和15组,第一优势菌门和第一优势纲分别为放线菌门和放线菌纲。在属水平上,相对丰度大于5%的只有三种微生物,C/N=10、12和15组中芽孢杆菌属的丰度逐渐上升。本章研究发现,C/N=10、15、20、25和30组中,各组对TAN和NO2-的去除率都很高,但C/N=10组在NO3-的去除上显著低于其他组（P<0.05）。C/N=10、11、12、13、14和不添加碳源组,各组对TAN和NO2-的去除并无显著性差异（P>0.05）,但不添加碳源组、C/N=10、11和C/N=12、13、14组之间,在NO3-的去除上存在明显差异（P<0.05）。2.TSS在200mg/L时,不同C/N对生物絮团净化效果及微生物群落的变化的研究调絮体浓度至200 mg/L,设置C/N的梯度为10:1、11:1、12:1、13:1、14:1,不添加葡萄糖组为对照组。结果表明:C/N=12组对TAN的去除率最大,为95.43%,但六组间TAN和NO2-的浓度变化无显著性差异（P>0.05）。六组的NO3-积累量随着碳氮比的升高逐渐减少,C/N=14组NO3-的积累量最少。对照组以及C/N=10组的NO3-积累量显著的高于C/N=14组（P<0.05）。将NO3-积累量存在差异性的实验组进行16sRNA测序,微生物多样性分析,结果显示:对照组、C/N=10和14组,第一优势菌门和第一优势菌纲分别为放线菌门和放线菌纲。在属水平上,相对丰度大于5%的只有三种微生物,C/N=10组Micropruina和Norank-p-saccharibacteria的丰度均高于其他两组。本章研究发现,不添加碳源组、C/N=10、11、12、13、14对TAN和NO2-均有很好的去除效果,C/N=14组对NO3-的去除率显著的高于C/N=10组和对照组（P<0.05）。3.TSS在500mg/L时,不同C/N对生物絮凝系统中硝化、反硝化作用强度的初步研究调絮体浓度至500 mg/L,本实验分为四组,即不添加碳源组、C/N=10、12、15,依次命名A、B、C、D,对照组分别命名为a、b、c、d。在A、B、C、D四组添加等量的20 mg（5 mg/L）的丙烯基硫脲（ATU）抑制剂,对照组均不添加抑制剂。结果显示:四个处理组间的TAN、NO2-浓度变化均存在显著性差异（P<0.05）。且对照组间,TAN浓度变化也存在显著差异（P<0.05）,而对照组的NO2-浓度的变化与其对应的TAN浓度变化相似。四个处理组TAN和NO2-的浓度均高于其对应的对照组。不添加碳源组的NO3-的积累量最大,是C/N=10组NO3-积累量的2.5倍以上,是C/N=12组NO3-积累量的3倍以上。A、B、C三组总氮的减少量低于其对应的对照组,D和d组总氮的减少量高于其他组;A、B、C、D组的DOC始终高于其对应的对照组。A、B、C、D实验组的碱度始终高于其对应的对照组,但A组与对照组a碱度的差值,明显低于其他三组与其对应对照组碱度的差值。本章研究发现,实验组中不添加碳源组的硝化强度是C/N=10组的2.5倍以上,是C/N=12组3倍以上。C/N=15组,反硝化强度明显高于其他组。4.TSS在200mg/L时,不同C/N对生物絮凝系统中硝化、反硝化作用强度的初步研究调絮体浓度至200 mg/L。本实验分三组,即不添加碳源组、C/N=10和C/N=14,依次命名A、B、C,对应的对照组a、b、c。在A、B、C三组添加等量的20mg（5mg/L）的丙烯基硫脲（ATU）抑制剂,对照组均不添加抑制剂。结果显示:A、B、C三组TAN浓度的变化存在显著性差异（P<0.05）。A、B、C三组NO2-的浓度变化与其对应TAN浓度变化类似。对照组a、b、c NO2-浓度变化与其对应TAN浓度变化类似。不添加碳源组和C/N=10组NO3-积累量相近,是C/N=14组NO3-积累量的50倍左右。A、B、C三组总氮的减少量高于其对应的对照组,C和c组,总氮的较少量均高于其他组。C组DOC上升速度明显快于A、B组,但A、B、C三组,DOC浓度无显著性差异（P>0.05）,A、B、C三组DOC浓度明显高于其对应的对照组。A、B组的碱度始终高于其对应的对照组。但C组与对应其对照组碱度差别不大。C组异养菌OUR明显高于其他两组异养菌OUR。C组异养菌OUR波动浮动较大,而A、B两组异养菌OUR基本无太大波动。本章研究发现,不添加碳源组和C/N=10组硝化作用强度基本接近,是C/N=14组硝化作用强度的79倍左右。C/N=14组,反硝化强度大于其他组。