N₂O不仅是一种重要的温室气体,还参与平流层中臭氧的破坏,已成为影响自然生态系统、威胁人类生存基础的重大问题。废水处理过程是N₂O的重要排放源之一,N₂O既产生于硝化过程也产生于反硝化过程。因此,积极的研究生物脱氮过程中N₂O的产生机制及控制具有重要的现实意义。本论文基于缺氧-好氧SBR反应器,研究了硝化和反硝化过程中N₂O的释放规律,并建立了与N₂O释放关系密切的功能基因的克隆文库,为从微生物种群结构方面调控N₂O的逸出提供了基础数据。试验结果表明,缺氧-好氧SBR反应器稳定运行期间,污泥沉降性能良好,沉降比为18-20%;系统对污染物的去除效果良好,COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别为93.6%、96%、47.8%和85.2%。典型周期内,COD的降解主要发生在搅拌阶段的前60min内,搅拌阶段前30min,反硝化反应迅速,至搅拌第30min,NO₃^--N降至0.44mg/L,而NO₂^--N浓度达到最大值为4.30mg/L。搅拌末期,混合液中几乎监测不到NO₂^--N。NH₄⁺-N的降解主要发生在好氧阶段,经过150min的好氧硝化,氨氮的浓度降至0,NO₂^--N在曝气段的第120min达到最大值（0.82mg/L）,周期第310min时,混合液中NO₂^--N几乎被完全氧化,此时NO₃^--N的浓度达到最大。DO、pH和ORP三者的变化与污染物浓度的变化在时间上基本吻合呈对应关系,可作为以后研究中搅拌、曝气反应控制参考时间。N₂O的释放主要发生于曝气阶段,即好氧硝化作用过程。搅拌阶段,即缺氧反硝化过程释放的N₂O远远小于曝气阶段的释放量。SPSS统计软件分析表明好氧硝化阶段混合液中NO₂^--N的浓度和N₂O的释放量之间具有显著的正相关性,相关系数的Sig.为0.017。搅拌阶段N₂O的释放速率在0.01-0.20mg min^-1 m^-3之间,曝气阶段N₂O的释放速率在0.17-5.26mg min^-1 m^-3之间。对六种DNA提取方法进行了评价,结果显示,不同的提取方法得到的DNA的浓度和纯度各不相同,其中方法Ⅲ得到的DNA的A260/A280接近1.80,纯度最高。对其DGGE图谱进行聚类分析发现六种提取方法之间的相似性均达到74%以上。引物浓度、Taq酶量、Mg²⁺浓度、DNA模板稀释倍数、退火温度和循环次数对PCR扩增的特异性影响较大。对PCR扩增体系和条件进行了优化:引物浓度0.3μM,Taq酶0.5U,Mg²⁺浓度2mM,DNA稀释倍数5,退火温度52℃,34个循环。克隆文库分析结果显示,amoA基因文库绝大多数序列归为β-变形菌纲,所占比例为91.3%。Nitrosomonas sp.为系统中含有amoA功能基因的优势菌种,在氨氮转化为羟胺的过程中起着主导作用。nosZ基因多样性较为丰富,含有α-Proteobacteria纲的红杆菌属（Rhodobacter）和固氮螺菌属（Azospirillum）、β-Proteobacteria纲的纤发菌属（Leptothrix）和固氮弓菌属（Azoarcus）及γ-Proteobacteria纲的假单胞菌（Pseudomonas）,最大的细菌类群归属为β-Proteobacteria纲的丛毛单胞菌科（Comamonadaceae）。