维生素C生产废水有机物浓度高、成分复杂、排放量大，是一种亟待处理的典型工业废水。本研究分别采用实验室规模和中试规模的升流式厌氧颗粒污泥床反应器(UASB)对该制药工业废水的厌氧生物处理工艺进行了较为深入的研究。同时采用两种不依赖于纯培养的分子生物学手段一变性梯度凝胶电泳(DGGE)和扩增核糖体DNA限制性分析(ARDRA)技术揭示了UASB反应器不同运行阶段污泥中微生物群落多样性组成及变化。此外，首次研究了零价铁(Feo)在厌氧消化过程中对反应器运行及微生物群落结构的影响。　　 采用城市污水处理厂厌氧消化池絮状污泥和处理啤酒废水的颗粒污泥混合接种，小试中温(35±1℃)UASB反应器在其运行的第65天启动成功。反应器稳定运行阶段，在进水COD浓度为9000mg/L、水力停留时间为12h、容积负荷为13.6 kgCOD/m3-d条件下，其COD去除率稳定在85～90％之间，沼气产率达到4.5 m3/m3-d，沼气甲烷含量平均为72％。中试UASB反应器的接种污泥为厌氧消化污泥，其启动时间相对较长，为90天。在稳定运行期，反应器的进水COD浓度为8000-lOOOOmg/L，水力停留时间和容积负荷分别保持在12～16h和10.6-14.2 kgCOD/m3-d范围，该阶段反应器的平均COD去除率稳定在85％左右，沼气产率平均为5.2m3/m3-d，沼气中甲烷含量为69％。上述结果表明中温UASB工艺用于维生素C生产废水处理是高效、可行的。　　 与对照反应器相比，添加Fe0的小试UASB反应器的COD去除率和沼气产量分别提高了6.5％和10.2％。同时，磷酸盐平均去除率为79％，比对照提高了64％，目前尚未见类似研究报道。在中试规模的UASB反应器中补充一定量的Feo可缩短反应器启动时间，促进颗粒污泥的形成，该结果可能具有重要的应用价值。培养试验进一步表明，Feo可以作为产甲烷菌还原C02生成甲烷的电子供体。培养实验还表明，当系统中存在硝酸盐（0.40 mM）和硫酸盐(0.26 mM)时，Feo促产甲烷过程受到一定程度的抑制。　　 采用细菌通用引物968F/140IR和341F/907R获得的PCR-DGGE指纹图谱均表明UASB反应器不同运行阶段细菌种群结构变化明显。小试和中试稳定期污泥的微生物多样性均高于各自初始接种污泥。产甲烷菌通用引物340F/519R的PCR-DGGE结果显示，虽然接种污泥中产甲烷菌的丰富度系数略低于稳定期，但总体而言，反应器运行期间产甲烷菌的种群组成相对稳定。　　 通过构建不同处理和不同运行阶段污泥样品的16S rRNA基因文库并对克隆基因进行限制性内切酶消化、测序分析。结果表明，稳定期两个反应器微生物群落结构相似，但与各自接种污泥差异明显。小试UASB反应器接种污泥中细菌的优势菌群分别为变形菌纲的δ亚纲(28.7％)和p亚纲(17.4％)，至稳定运行期则演替为革兰氏阳性低GC菌群(21.9％)和变形菌纲的δ亚纲(14.0％)。中试反应器接种污泥Green non-sulfer bacteria(25.9％)和变形菌纲的δ亚纲(16.4％)类群占优势，而稳定期Green non-sulfer bacteria类群(17.9％)、革兰氏阳性低GC菌群(16.2％)和变形菌纲的6亚纲(15.4％)为优势菌群。　　 产甲烷菌的优势克隆为SR230、SRJ26和SRJ583，前两者分别与Methanosaeta conciliiMethanomethylovorans. sp同源性为99％。接种污泥中上述类群占总克隆数量的比例较低。小试、中试接种污泥中产甲烷菌分别占7.8％和3.0％，但稳定运行期，该比例明显增加，分别达到21.9％和18.8％。上述结果表明启动期与稳定期污泥产甲烷菌种群组成相对稳定，但各类群数量明显增加。　　 添加Feo的UASB反应器稳定运行期污泥中产甲烷菌比例(31.2％)高于对照反应器(24.2％)，革兰氏阳性低GC类群、变形菌纲的6亚纲比例差异不明显，而变形菌纲β亚纲(6.0％)和Green non-sulfer bacteria(9.2％)的比例均分别低于对照反应器（13.1％和17.1％）。该结果表明，添加Feo使反应器内微生物群落多样性发生了显著变化。　　 此外，在添加Feo的UASB反应器中检测到特异性的克隆SRJ341和SRJ320，两者分别同磷酸盐去除和铁氧化有关的克隆子Orbal D41和Clone195的序列相似性达95％和96％。这两个类群可能分别与磷酸盐去除及铁促产甲烷作用密切相关。这一结果尚未见报道。