主要研究了碳源和微生物聚集形态对短程硝化厌氧氨氧化（PNA）的影响,分别利用序批式生物膜反应器（SBBR）和序批式活性污泥反应器（SBR）进行PNA反应,在此基础上研究了碳源对两组反应器脱氮性能和功能菌的影响,探究了SBBR和SBR反应器中的菌群结构的差异,并基于群感效应对胞外聚合物EPS的形成及氮代谢过程的调控机制进行了解析。两组反应器稳定后SBBR-N总氮去除率高于SBBR-CN,SBR-N总氮去除率低于SBR-CN。通过批量试验测定了各氮代谢功能菌的活性,生物膜中厌氧氨氧化（Anammox）菌活性要明显高于活性污泥中的活性,而生物膜中亚硝酸盐氧化菌（NOB）活性要低于活性污泥反应器,说明生物膜相比于活性污泥可以有效地抑制NOB的活性,保护Anammox菌的活性;外加碳源的反应器中Anammox菌和NOB的活性要低于不加碳源的反应器,而反硝化菌活性要明显高于不加碳源的反应器,碳源抑制了NOB和Anammox菌的活性,促进了反硝化菌的活性。通过菌群分析可以得出,异养菌在PNA系统中占较大的比例;相比于活性污泥,生物膜系统抑制了氨氧化菌（AOB）和NOB的生长,利于Anammox菌的聚集;碳源的加入促进了反硝化菌的生长,抑制了AOB、NOB和Anammox菌的生长。通过胞外聚合物（EPS）提取试验得到,胞外聚合物中紧密型EPS（T-EPS）的含量较高,且蛋白质是EPS的主要成分,生物膜中T-EPS的含量远低于活性污泥中T-EPS含量,加碳源的反应器中T-EPS的含量低于不加碳源的反应器。通过高效液相色谱对各反应器中信号分子AHLs浓度进行检测,发现信号分子主要集中存在于EPS相和生物质相中,主要成分为C₈-HSL、C₁₀-HSL和C₁₂-HSL,3-oxo-C₁₀-HSL主要存在EPS相中。生物膜中AHLs的浓度要低于活性污泥,且加碳源的反应器中AHLs的浓度要高于不加碳源的反应器。通过宏基因组学分析发现,SBBR-CN中参与硝化过程的基因丰度较SBBR-N高,而硝酸盐和亚硝酸盐还原酶基因的丰度较低;与SBBR结果相反,SBR-N中硝化过程的基因丰度显着高于SBR-CN,而反硝化功能基因丰度均低于SBR-CN。相似的,SBBR-N中携带的AHLs合成和感应蛋白基因丰度明显高于SBR-N,SBBR-CN中携带的AHLs合成和感应蛋白基因却明显低于SBR-CN,表明碳源对活性污泥和生物膜中的氮代谢功能基因的丰度及群感效应相关基因丰度的影响效果不同。SBBR-N中除algB和algA外,其余与藻朊酸盐合成相关的基因丰度均高于SBBR-CN,SBR-CN中与藻朊酸盐合成相关的基因丰度均高于SBR-N,因此碳源对活性污泥和生物膜中藻朊酸盐的合成影响是不同的。藻朊酸盐合成基因的主要携带者为参与氮代谢途径的功能菌属。SBBR-CN中hisD、trpA和serB等与EPS中氨基酸合成蛋白有关的基因丰度均高于SBBR-N,而SBR-CN中以上几种基因丰度均低于SBR-N。氨基酸合成基因的主要携带者是参与氮代谢的相关功能菌属。