如何对污水厂进行节能降耗并降低温室气体的排放是近年来的研究热点,本文结合菌藻共生污泥温室气体排放量少和间歇式曝气节能的特点,分别在三组不同曝气频率的光照序批式反应器（PSBR）中同时加入微藻和活性污泥进行培养,发现在曝气2 h停2 h的曝气频率下形成的菌藻共生污泥的理化特性和对污染物去除效果最佳,并结合流场模拟、分形维数和胞外聚合物（EPS）等因素阐明菌藻共生污泥的形成机理,同时研究菌藻共生污泥中微生物多样性和代谢通路,阐明菌藻共生污泥对污染物的去除机理,为菌藻共生污泥的实际运用提供基础数据及理论依据。实验主要结论如下:（1）随着PSBR反应器运行达到稳定,在曝气2 h停2 h的曝气频率下形成的菌藻共生污泥具有更好的理化特性和污染物去除效果,其理化特性分别为:混合液悬浮固体浓度（MLSS）为4.13 g/L,叶绿素a含量为1.42 mg/g·VSS,5 min污泥体积指数（SVI5）平均值为40.48 m L/g,污泥平均粒径为122.14μm,EPS中的蛋白质（PN）和多糖（PS）含量分别为52.782 mg/g·VSS和9.012 mg/g·VSS;其污染物去除效果分别为:对化学需氧量（COD）和总磷（TP）的去除率平均值为92.54%和95.89%,出水COD和TP的浓度满足城市污水排放一级A标准要求,对总无机氮（TIN）的去除率平均值为39.12%。（2）菌藻共生污泥的形成机理为:活性污泥在接种微藻后,经过一段时间的光照培养,部分游离微藻、丝状细菌和游离细菌在EPS的作用下初步形成菌藻结合体,结构较为松散,此时游离的微藻和细菌均能与菌藻结合体继续结合,附着在其表面,使其粒径增大。随后在曝气和搅拌提供的水力剪切以及高浓度溶解氧的条件下,菌藻结合体表面部分结合不紧密的微藻和细菌被冲刷掉恢复游离状态,其余组分在EPS的作用下继续保持稳定。随着EPS含量的提高,菌藻结合体的密实度随之提升,最终随着粒径的增大逐渐趋于稳定,形成菌藻共生污泥。（3）对菌藻共生污泥进行微生物群落和代谢机理的研究,结果表明:菌藻共生污泥中优势菌属为norank＿f＿＿norank＿o＿＿Saccharimonadales属、Micropruina属和unclassified＿f＿＿Propionibacteriaceae属;通过宏基因组学分析,发现葡萄糖激酶（EC 2.7.1.2）丰度较高,说明菌藻共生污泥对COD的去除是通过同化作用;聚磷酸激酶（EC 2.7.4.1）和H（+）-transporting two-sector ATPase丰度较高,说明菌藻共生污泥对TP的去除是通过同化作用和过量吸磷（以多聚磷酸盐的形式储存）;硝化/反硝化作用酶丰度较低,氨转运蛋白酶（amt）和硝酸盐/亚硝盐转运酶（nit）丰度较高,说明菌藻共生污泥对TIN的去除是以同化作用为主,硝化/反硝化作用较弱。