在水富营养化过程中,磷的作用远远大于氮,通常在低磷磷浓度条件下就会引起水体富营养化,限制磷的排放以及对磷的去除的研究日益成为热点。目前,在生物除磷工艺中,提高生物除磷效率以及保证系统的长期稳定运行一直是生物除磷工艺研究的主要方向。因此,本论文采用SBR工艺对生物除磷系统的影响因素(污泥类型、闲置时间以及金属离子)进行了系统研究。主要结果如下：(1)在两个相同的SBR反应器内,进行除磷颗粒污泥和絮状污泥的培养以研究污泥类型不同对生物除磷系统的影响。经过40d的运行,除磷颗粒污泥驯化成功,而絮状污泥驯化培养只需30天就达到稳定。生物除磷颗粒污泥的沉降速度在40-85m/h,含水率85.5%,比重1.045g/L,SVI为16mL/g,比释磷速率(SPRR)为0.999mgP/gVSS·h,比吸磷速率(SPUR)为3.017mgP/gVSS·h,磷酸盐平均去除率为81.72%。而絮状污泥的含水率为98.7%,沉降速度为5-8mg/h,比重为1.004g/L,SVI为44mL/g, SPRR为8.818mgP/gVSS·h, SPUR为9.921mgP/gVSS·h,磷酸盐去除率保持在90%以上。可见,絮状污泥磷酸盐去除率要高于颗粒污泥系统。而颗粒污泥系统的氨氮去除率以及物理特性都要高于絮状污泥系统。PCR-DGGE分析表明,絮状污泥和颗粒污泥存在着共同的菌属和各自特异的菌属,絮状污泥中聚磷菌微生物的数量多于颗粒污泥,并且絮状污泥呈现了更高的微生物多样性。(2)设定不同闲置时间0.5h(R1)、8h(R2)和16h(R3),研究其对SBR生物除磷系统的影响。当入水磷浓度较低时(8mg/L),R2系统磷酸盐的去除率高于连续运行的R1和R3,同时过长的闲置时间(R3)系统却非常不稳定。R1和R2的释磷量和磷酸盐的去除率的增加就相对平稳,整体呈上升趋势。当入水磷浓度增加时(16mg/L),R2、R3系统磷酸盐去除率下降迅速,尤其是R2系统,从释磷吸磷速率骤减可以看出。在稳定阶段,无论从释磷量、磷酸盐去除率还是释磷吸磷速率方面,R1和R2相差不大,都取得了良好的磷酸盐去除效果。R3系统由于闲置时间过长,聚磷菌数量较少而造成的释磷量以及释吸磷速率相对较小。三个系统的磷酸盐去除率都保持在90%以上。利用PCR-DGGE对稳定阶段的不同体系微生物群落进行分析,Pseudomonas sp. (GQ183242.1)和Unculturedβ-Protebacteria (AY823971)是R1和R2中的优势除磷菌属,Unculturedγ-Proteobacteria (EU434903.1)为R3中的优势除磷菌属。其中β-Protebacteria和γ-Proteobacteria属于聚磷菌群。Uncultured Sphingomonas sp. (AM889077)存在于R2和R3中,是一种聚糖菌,聚糖菌的存在会破坏除磷系统的稳定以及除磷效果。结果表明：闲置时间为0.5h的除磷体系去除效果最好,且最稳定。较长闲置时间的存在虽然刺激了胞内多聚物的形成,但极不稳定,很难适应水质条件突然发生改变。(3)通过不投加镁离子(R1)、投加8mg/L镁离子(适量)以及投加24mg/L镁离子(过量)分析了镁离子对生物除磷体系的影响。在生物除磷系统的启动阶段,适量的镁离子的添加会使聚磷菌快速富集,而镁离子不充足的系统在长期的运行过程中,磷酸盐去除率逐渐呈恶化趋势。由数据分析我们还可以得出,在镁离子充足的系统,磷酸盐的变化同镁离子的浓度变化呈现了一定的相关性,R2和R3的Mg/P值在一个相似的范围,其分别为0.29-0.59和0.25-0.54,而R1的Mg/P值为0.06-0.1。ORP值监测数据显示,在厌氧阶段,镁离子浓度与ORP值的绝对值以及相应的释磷量的变化成正相关性。镁离子参与生物除磷中释磷吸磷过程,并随着磷酸盐的释放镁离子浓度也相应增大,磷酸盐吸收镁离子浓度也跟着下降。可见,适量的镁离子的投加对生物除磷系统是十分必要的。