高浓度有机物、高氨氮的废水中含有大量的氮和有机物，未经处理排放会导致水体富营养化及地下水的污染。垃圾渗沥液和猪场污水就是一种典型的高浓度有机物、高氨氮的废水。在我国此类废水广泛存在，亟需处理。　　随着废水处理技术的发展，处理高浓度有机物和高氨氮废水的工艺很多，但总体说来，至今没有一种令人十分满意的工艺。为此，本研究采用新型淹没式组合膜系统对高浓度有机物、高氨氮废水进行处理，通过分别考察膜组件C(SMCC)和膜组件A(SMCA)对NH4+和NO3-的富集，考察系统稳定运行时NH4+去除以及COD和TN去除特性，探寻新型组合膜氨氮及硝酸盐富集及系统硝化反硝化脱氮的最佳条件，为实际处理污水提供运行参数及依据;同时，运用FISH、反硝化功能基因等分子生物学手段解析新型反应系统中硝化菌、反硝化菌群落形态、时空分布、演变过程，功能微生物动态变化与脱氮效果之相互关系，以期优化硝化菌、反硝化菌菌群在硝化反硝化过程中的功能作用，从微生物学角度揭示生物脱氮机理，为生物脱氮提供科学依据。主要研究成果归纳如下:　　(1)对膜组件C和膜组件A进行静态和动态实验，发现无论静态还是动态实验，膜组件C、A最佳的抽停比均为5min∶4min;膜组件C、A富集率均随着电流的增大（一定阶段）而逐渐增大，主要原因为阳离子交换膜的传质为电子传质，电子迁移速度随着电流增大而增大;膜组件C随着膜出流量增大，富集率逐渐增大，但最终趋于平缓，而膜组件A先随膜出流量的增大，富集率增大，而之后随膜出流量的增大而减少。　　(2)不同碳氮比下，系统均具有较高的COD去除能力。TN的平均去除率随着C/N比的降低而减低，主要原因为一方面是随着系统运行时间增长，膜组件C因膜污染导致其富集率减低，另外，随着C/N比的降低，反硝化反应器中逐渐出现硝氮。膜组件C截留有机物率随着C/N比降低而变化不大，均值均为50％。系统出水pH值在不同C/N比下，变化不大。　　(3)对C/N=10硝化反应器中好氧活性污泥硝化菌进行FISH分析发现，硝化反应器中存在丰富的氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化菌。利用计数软件测得硝化反应器中真细菌、氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化菌数量级均在7～8之间，此时，氨氮去除率为100％。可见，氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化菌在硝化过程中起到重要作用。　　(4)采用nirS功能基因技术手段研究C/N=10的反硝化反应器中反硝化菌群种类组成发现，反硝化反应器中存在主要菌群有两大类-变形菌门(Proteobacteria)细菌和未知序列，而在变形菌门中β-变形菌纲(β-Proteobaeteha)占据绝对优势，且具有较多的种类。有少部分属于α-变形菌纲(α-Proteobaeteha)和γ-变形菌纲(γ-Proteobaeteha)。此外，在反硝化反应器中共发现反硝化细菌为10种。其中:属于α-变形菌纲1种（Magnetospirillum magneticum），β-变形菌纲8种，γ-变形菌纲1种（Pseudomonas aeruginosa），还有一些在对比后未被分类的反硝化菌。构成这些反硝化菌群的各种反硝化菌在数量上存在较大差异。β-变形菌纲含有8种反硝化菌群，含量最多为Dechloromonas aromatic RCB，所占总菌群比例为57.14％;除此之外，还发现了所占比例较高反硝化群落有反硝化除磷菌群-Candidatus Accumulibacter(14.29％)。