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氨氮污染的去除是污水处理的重要课题，其关键步骤为氨氧化步骤。长期以来的研究一直认为参与这一过程的主要微生物为氨氧化细菌（AOB），但是近几年研究发现一种古菌也具有氨氧化功能，被称作氨氧化古菌（AOA）。然而目前对它的研究主要集中于自然环境，人工污水处理系统则非常缺乏。为了进一步认识AOA在污水处理系统中的种群分布规律，揭示水质因子对它的调控作用以期将其应用于污水生物脱氮中，本课题对一个典型污水处理系统——曝气生物滤池（BAF）工艺中AOA的种群分布进行了研究。本课题主要运用荧光定量PCR技术和克隆文库技术，系统地对BAF污水处理系统的污水和生物膜中AOA的菌群数量和群落结构及其理化影响因素进行了研究，获得了以下研究成果：（1）AOA在污水处理系统各处理单元的污水中数量变化剧烈，其中初沉池和厌氧池检测不到，曝气池数量最高，为101.73copies/ngDNA，比进水增加了4.06倍；生物膜中AOA的数量远高于AOB，二者比值为80.7-2414.4，并且好氧生物膜中AOA的数量远高于厌氧生物膜中AOA的数量，二者比值为1028倍；AOA的数量与硝酸盐和温度显著正相关，与氨氮、pH、亚硝酸盐显著负相关。（2）污水中AOA的优势菌从进水到出水基本一致，但是与生物膜中的优势菌截然不同；污水与生物膜中的AOA各自聚类，污水中的AOA与自然环境来源的AOA聚于一类，生物膜中的AOA与污水处理系统来源的AOA聚于一类；曝气池生物膜和厌氧池生物膜中的优势菌一致，均为OTU3；曝气池中AOA的多样性高于厌氧池；污水中AOA的多样性高于生物膜；曝气池进水端到出水端，AOA的多样性逐渐增大；AOA群落结构变化的主要影响因素主要为COD、DO、pH。（3）在本研究的实验条件下，AOA的最适溶氧浓度为2mg/L；最适pH为7；温度越高，其数量越多（15-37℃）；在较低的氨氮水平下（0-50mg/L）AOA的最适氨氮浓度为10mg/L；在较高的氨氮水平下（50-400mg/L），AOA的最适氨氮浓度为200mg/L，AOA的最适COD为50mg/L。