随着经济的快速发展,生活污水带来的环境污染比重逐渐加重,城镇化进程的加快,农村人口越来越向城镇集中,使得规模较小而相对集中的污水排放成为乡镇地区的污水排放方式之一。序批式活性污泥法(SBR)具有工艺流程简单、造价低、出水水质好的优点,适合中小城镇污水处理厂,因此SBR工艺成为中小型污水处理厂的首选。本研究主要是探究SBR法处理生活污水过程中的运行条件对脱氮除磷效果的影响和微生物多样性变化,为SBR处理生活污水的应用提供理论支持。本文讨论了不同运行条件下,SBR系统各阶段最优运行组合模式;研究了不同温度、TOC/N和碳源种类条件下,SBR系统污水处理效果的变化;通过改变SBR系统运行模式,用高通量技术探究不同运行条件下微生物多样性变化。实验结果表明:SBR系统最佳组合运行模式为瞬时进水—厌氧(2h)—好氧(5h)—缺氧(2h)—沉淀(1h)。污水处理过程中进水TOC/N不同对污染物去除效果会产生影响。当进水TOC/N超过4:1,系统中好氧阶段溶解氧含量显著降低,导致氨氮硝化率降低,影响整个脱氮过程。当TOC/N为2:1和4:1时,氨氮去除率较高,达到了62.7%。温度是SBR工艺中非常重要的一个影响因素,当SBR系统温度分别为25℃、20℃和15℃时对于COD的去除率分别为91.5%、90.1%和80.4%,总氮去除率分别为64%、28.9%和8.9%。,TP去除率为54%、40%和10%。反硝化过程中分别以甲醇、乙醇、葡萄糖、柠檬酸钠和可溶性淀粉作为有机碳源,结果表明微生物利用不同种类碳源进行反硝化,反硝化速率具有明显差异。以醋酸钠作为碳源,反硝化速率为1.42mg/(g MLSS·h),以葡萄糖作为碳源反硝化速率为0.26mg/(g MLSS·h),醋酸钠作为碳源的反硝化速率是以葡萄糖作为碳源的5.5倍。不同运行模式下微生物种群结构多样性差异不大,但是微生物丰度差异较大。不同运行模式下Proteobacteria(变形菌门)一直是优势种群,Bacteroidetes(拟杆菌门)作为次优势种群存在。在所有活性污泥样品中除Proteobacteria和Bacteroidetes外Chloroflexi(绿弯菌门)、Planctomycetes(浮霉菌门)也是优势度比较大的两个菌群。不同运行条件下脱氮微生物丰度具有显著变化,而且多样性也产生了一定程度的变化。SBR工艺脱氮过程中亚硝化细菌和厌氧氨氧化细菌、厌氧反硝化细菌和好氧反硝化细菌同时存在。但是厌氧氨氧化细菌由于生长条件苛刻,含量较低,含量最高时仅占亚硝化细菌总量的2.4%。SBR系统中好氧反硝化细菌含量很高,在8、9、10号样品中好氧反硝化细菌含量显著超过了厌氧反硝化细菌含量,好氧反硝化细菌与厌氧反硝化细菌相对比例分别为1.5:1,2.1:1和2.3:1,不同运行模式下好氧反硝化细菌与厌氧反硝化细菌比例的变化为好氧条件下的同步硝化-反硝化过程的实现提供了支持,使SBR工艺有效提高脱氮效率,缩短反应进程更加容易实现;脱氮过程中第1、4和6运行模式下好氧时间只有3h,硝酸盐积累量较低,硝酸盐平均积累量12.2mg/L,虽然反硝化细菌含量差异较大,但是总氮去除率均较低,总氮平均去除率为29%;第2、3、5、8、9和10运行模式下,由于亚硝化细菌和硝化细菌含量的差异,导致硝酸盐氮积累量具有较大差异,对脱氮效果产生了影响,其中第3、5和10模式下脱氮效果相对较好,总氮去除率分别为54.9%、49.1%和60.2%,第10种模式下厌氧反硝化细菌占反硝化细菌总量的比例最少,仅占42%,但是反硝化效率最高,表明好氧反硝化细菌在较大程度上参与了脱氮过程。