本论文主要研究序批式硝化反应器中投加一种新型异养硝化菌对可生化营养的强化去除作用；以及该反应器对三苯甲烷染料的去除效果与进水中三苯甲烷染料对处理过程的影响；并采用菌株分离与构建样品16S rRNA基因文库、文库克隆的序列分析和系统发育分析的方法分析了三苯甲烷处理系统中的微生物群落组成以及三苯甲烷染料对微生物群落的选择性作用。　　 论文的第一部分，作者构建了两个有效容积为3.4 L的实验室规模的序批式反应器(SBR)，并在相同物理化学条件下启动运行达到稳定硝化状态。然后其中一个反应器接种一种从海岸底泥分离的新型异养硝化菌Pseudonocardia ammonioxydans H9T，另一个反应器不接种作为对照，以考察投加的新型异养硝化菌在强化去除营养物中的作用，2个反应器采用相同的进水，在人工合成废水中Corg/N比从0连续增加到12，同时保持氨氮浓度保持在120 mg N/L左右，并有规律性地改变进水的Corg/N比。通过在线检测两个反应器的溶氧，pH和温度等参数。通过测定出水中NH4+-N， NO2--N和NO3--N的水平来监测氮的去除。微生物种群的生理状态通过测定比耗氧速率(SOUR)来监测。加入菌株的效果通过测定化学需氧量(COD)的去除和沉淀特性(用污泥容积系数(SVI)来表示)来监测。SVI随着Corg/N比的升高而改善，然而，接种和对照反应器之间没有显著差异。随着异养条件的增加(C/N比的上升)，接种的反应器显示了更高的总氮去除率。在Corg/N比大于6时，接种的反应器氨氮去除率达到88％，比对照反应器高10％。然而，在Corg/N比小于2时，已接种的反应器氨氮去除率比对照反应器低8％。而随着Corg/N比的升高，两个反应器的COD和NOx(NO2和No3)的去除率都连续升高。在Corg/N比大于4时，接种的反应器(BR2)的COD去除率达到峰值88-94％，比对照反应器高11％。同时采用菌落计数法(CFU)测定了接种反应器的总菌数及接入菌株的数量，并分析接入菌株的数量与氨氮、总氮和COD去除之间的相互关系。结果表明，接入的菌株数量可占细菌总数的18-27％，已成为系统的优势种群，同时接入的菌株数量与总氮及COD的去除率之间存在明显的正相关性，它们的相关系数分别达到了0.82和0.85。另外，比耗氧速率也证实了高Corg/N比下，氮去除能力和接入菌株数量之间的正相关性。　　 以上结果证实，在较高Corg/N比时，接入异养硝化菌对反应器中总氮和COD去除有更高的效率。我们推断异养硝化菌在处理高氨氮和COD的废水时更占优势。本论文的第二部分工作内容是关于序批式硝化反应器对三苯甲烷染料(孔雀石绿)的去除处理以及该类染料对该反应器中微生物种群的效应。在Corg/N比等于4时，我们研究了厌氧/好氧序批式反应器中生物脱色和孔雀石绿的毒性情况。不同的初始染料浓度(5-60 mg/l)加入到反应器中，期间监测了氨氮，COD和染料去除情况以及以NH4Cl为基准的耗氧速率(OUR)。采用HPLC/MS和UV-Vis方法分析孔雀石绿的生物脱色和可能的染料降解中间产物。　　 分析结果表明，孔雀石绿表现出了对系统微生物的毒性效应，对系统的氨氮和COD的去除都具有抑制作用，特别是对于硝化过程(氨氮去除)的影响比对COD和颜色去除更加显著。　　 UV-Vis分光光度法分析表明，在处理染料4h后，吸收峰显著消失，618 nm和430 nm吸收峰都迅速消失，证实了染料及其产物的矿化作用亦或完全吸附，但并没有紫移现象的发生(吸收峰并没有从618 nm迁移到608 nm)，说明该系统中染料的去除更可能是一种吸附作用。在处理染料6h后，通过对样品进行HPLC分析，在反应器20 mg/L染料浓度下，对其进行0，6和8h处理，显示孔雀石绿的存在只在第一阶段有吸收峰。还原态的染料leuco-孔雀石绿(LMG)用色谱分析也完全监测不到。细胞外环境没有染料及其产物的存在，对这一现象最可能的解释是孔雀石绿或者转化成LMG被完全吸收并沉积在膜脂质层，因为后者不溶于水。用活性污泥对染料的完全去除对防止纺织染料对公共水的污染有重要意义。　　 了解运行条件和细菌种群结构动态变化之间的关系对改善污染物降解系统，特别包含毒性异生物质的系统是非常重要的。因此我们采用菌株分离以及构建16SrRNA基因文库并测序的方法分析了处理孔雀石绿的SBR反应器的细菌群落组成及生物多样性与系统发育分析。在染料浓度达为40 mg/L时，从SBR污泥中提取DNA(由于超过这个浓度时，生物处理过程发生了完全的崩溃，没有进行分析)。因此可以认为在该三奔甲烷浓度下的微生物群落可能是一种具有代表性的抗性菌群。分析结果表明，在孔雀石绿的选择压力下，基于不可培养方法(16S rRNA基因建库及序列分析)的微生物群落主要是α-，β-，γ-，δ-变形菌纲的细菌，还有一些Verrucomicrobia的类似菌，和一些不可培养的细菌。而在分离的菌株中，只发现了β-变形菌纲的细菌。在分离菌株以及16S rRNA基因文库中都发现了非常丰富的Rhodobacter和Sphingomonas属的细菌，而这2个属的微生物是通常所报道的一些具有明显生物修复作用的细菌。但在分离菌株以及16S rRNA基因文库中几乎都没有发现于硝化和反硝化作用相关的菌群，可能这些功能的菌群在高浓度三奔甲烷的选择压力下被淘汰。充分说明了高浓度三苯甲烷对SBR反应器中微生物群落结果的影响与效应。但是，氨氮及总氮测定结果表明，该反应器还是存在一定的脱氮能力，预示着还可能存在除了硝化及反硝化细菌之外的其他具有脱氮功能的微牛物群落，这还有待于进一步研究和探讨。　　 最后在SBR反应器中分离到的一些菌株，其16S rRNA基因序列相似性与GenBank已有的序列小于95％，这些菌株可能是新种，还需要通过多项分类方法加以验证。