生物处理是目前废水处理的主体工艺之一，生物处理系统中主要依靠微生物的新陈代谢作用达到处理效果。微生物在降解污染物的同时会产生一类大分子物质-溶解性微生物产物(soluble microbial products，SMP)，是生物处理系统出水中残留的化学需氧量(chemical oxygen demand，COD)的主要组分，它的主要成分包括多糖、蛋白质、核酸(DNA)和腐殖质等。SMP的存在直接影响系统对COD的去除效率，影响出水的水质，甚至关系着出水能否达到排放标准。因此有关SMP的研究对优化处理工艺和提高废水的生物处理效率具有重要的意义。　　本论文研究了厌氧、好氧条件下以乙酸钠为基质的化工模拟废水中SMP的形成特点，在分析COD、TOC、ORP等常规指标的基础上，利用三维荧光、GPC、GC/MS等方法对SMP的主要成分、产生量进行测定以及在有机毒物甲苯存在下反应器中各参数的变化趋势等情况进行了分析研究:　　试验研究了添加有机毒物与不添加有机毒物条件下厌氧生物反应器（絮状污泥与颗粒污泥）中SMP的产生及影响，并总结了厌氧反应器中COD、TOC、ORP及三维荧光的变化趋势，且测定各反应器中所产生的SMP的量。本实验条件下厌氧反应器对甲苯的生物容许浓度约为200mg/L。依据GPC、GC/MS图谱分析，在厌氧条件下以乙酸钠为基质降解后产生的SMP分子结构也具有共轭双键和苯环共轭体系特征，厌氧出水中分子质量的分布呈双峰方式，绝大部分物质MW＜150Da或者MW＞1.0×105Da。厌氧絮状反应器中有机污染物类别为烷烃类（正烷烃类和环烷烃类）、酮类、酸类，还有少量酯类、苯系物、酚类和醇类。厌氧颗粒反应器中主要是烷烃类、酮类和酯类较多，而苯系物、酚类、酸类和醇类含量较少。　　本实验条件下好氧反应器对甲苯的生物容许浓度约为150mg/L。依据GPC、GC/MS图谱分析，在好氧条件下乙酸钠为基质降解后产生的SMP分子结构与厌氧体系相同，但分子量的分布情况却不一样，要么MW＜500Da要么MW＞5.0×105Da。好氧反应器中有机污染物类别为烷烃类（正烷烃类和环烷烃类）、酮类、酸类，还有少量酯类、苯系物、酚类、醇类和醚类。　　本研究应用第二代454测序技术研究分析了投加有机毒物对单相厌氧生物反应器中微生物菌群类别的影响，对反应器中微生物菌群进行16S rDNA分类(Taxonomy)统计、Beta多样性评估及系统进化分析等。　　本研究旨在揭示典型有机毒物对污水生物处理过程中SMP产生的影响及作用机制，可为下一步如何降低在有机毒物存在下生物处理出水中的SMP提供理论依据，从而为进一步提高该类废水二级生物处理出水水质和进行深度处理及回用提供技术支撑。