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本论文根据目前城市污水除磷脱氮机理及发展趋势,针对目前脱氮除磷存在耗能及产生大量的剩余污泥等问题,以反硝化聚磷菌在缺氧段利用厌氧阶段贮存于体内的PHB作为反硝化和吸磷过程的电子受体,同时达到除磷和脱氮的机理为基础,以本课题组前期的研究成果为背景,研究了SBR反应器中反硝化除磷污泥的接种和培养,针对反硝化除磷工艺运行中存在的运行稳定性、反应速率等问题,首次从胞内聚合物PHB转化角度揭示工艺运行稳定性、从内外碳源角度探索反硝化吸磷过程的反硝化吸磷和脱氮速率,同时还通过与传统生物除磷系统作对比,研究了反硝化除磷SBR系统的微生物组成,得到以下主要结论:(1)活性污泥是富含各种菌群的复合生物菌群系统,只要给予适当的条件,就能富集培养所需要的菌群。按厌氧/好氧方式运行的传统生物除磷SBR系统中存在反硝化聚磷菌DPB,而且很容易通过厌氧/缺氧/好氧SBR富集。从传统生物除磷系统和从传统生物脱氮系统接种培养反硝化除磷污泥,两者相比,达到同样稳定的反硝化除磷效果,前者所需时间大约是后者的一半。建议工程中反硝化除磷工艺接种传统生物除磷污泥,从而能够缩短污泥接种驯化时间,加快反硝化除磷工艺的启动。(2)微生物胞内PHB饱和是造成A/A-SBR系统不能长期稳定运行的原因。随着运行时间的增加,由于A/A-SBR没有后好氧段进一步氧化微生物胞内PHB,致使PHB积累趋于饱和,菌体厌氧释磷的内在动力逐渐减小,最终PHB储存饱和,系统丧失反硝化除磷能力;A/AO系统通过后好氧段,微生物胞内PHB被进一步氧化消耗。后好氧段保证了在厌氧段开始时,胞内PHB始终保持在一个较低水平,有足够的空间重新积累PHB,从而保证了系统长期稳定运行。(3)不存在外碳源的条件下,PHB含量较高的反硝化除磷污泥的反硝化脱氮速率及反硝化吸磷速率均高于PHB含量低的污泥;对于高PHB含量的反硝化除磷污泥,外碳源的存在,能加快反硝化速率,而降低反硝化吸磷速率:外碳源存在时,反硝化速率是无外碳源时的1.4倍左右,而反硝化吸磷速率仅为无外碳源时的23%左右。在PHB含量较高且系统外碳源充足的情况下,投加不同量的外碳源不会对反硝化脱氮和吸磷速率产生影响。(4)稳定运行期的A/O-SBR和A/AO-SBR系统中的含有的微生物菌属是基本一致的,包括假单胞菌属、莫拉氏菌属、肠杆菌科、气单胞菌属和不动杆菌属。这说明活性污泥是富含各种菌群的复合生物菌群系统,这种更为复杂的群落表现出健全的生态系统,对环境等因素的变化具有更好的适应性,反应系统将更为稳