本研究从生物陶粒反应器中筛选出6株自养硝化细菌和2株异养硝化细菌,研究了硝化细菌的生理生态学特性,通过建立SBR反应器进行了各项指标的测定,利用PCR-DGGE分析了反应器的种群演替情况。考察了有机物对生物陶粒反应器运行过程中硝化作用的影响,通过逐阶段减少进水中的有机碳源浓度,可以看出随着进水COD浓度的逐阶段降低,氨氧化率逐步提高,出水氨氮浓度也呈逐渐降低的趋势。第1～7d的氨氮的平均去除率为43.57%。而第8～14d的氨氮去除率则逐渐上升至64.38%。相应的硝酸盐出水平均浓度在第1～7d为19.53mg/L,第8～14d的氨氮平均去除率则逐渐上升至59.06%,第5～21d为30.52mg/L。出水亚硝酸盐含量一直维持在较低的水平,其最大值不超过2.14mg/L。试验过程中由于有机碳源逐渐减少硝化细菌在和异养细菌的竞争中,逐渐占据优势地位,而适应能力较弱或对有机碳源量要求较高的异养细菌则被大量淘汰。微生物种群演替过程中,微生物多样性呈直线下降,不同时期的生物陶粒反应器中既存在共同的微生物种属,同时也存在着各自独特的微生物种属,不同微生物种属之间形成了特定的生态位的群落结构。DGGE测序结果表明,在反应器运行第21d的优势种群除了自养细菌,还有异养菌的存在。自养细菌为Nitrosospira sp.和Nitrobacter sp. ,异养细菌为Pseudomonas.sp.和Pseudochrobactrum sp.,和Bacillus sp.。对6株自养硝化菌进行了硝化能力及速率的测定,结果表明6株自养菌的硝化速率分别为:YH1为1.08mg/（L·d）、YH2为1.2mg/（L·d）、YH3为1.2mg/（L·d）,XH1为1.25mg/（L·d）、XH2为1.06mg/（L·d）,XH3为1.13mg/（L·d）。通过生理生化指标的测定初步鉴定6株硝化菌分别属于Nitrabacter sp. ,Nitrococcus sp. ,Nitrosococcus sp. ,Nitrosomonas sp.。SHY4和SHY5在氨氧化培养基中经过12d的好氧培养,2株细菌的COD及TN浓度均呈现出降低的趋势,对COD的去除率分别为59.57%和65.88%,在实验开始的前期,TN以较快的速率下降,此时的氨氮也在快速下降,SHY4和SHY5总氮最终去除率为62.76%和63.78%,氨氮最终去除率为69.73%和80.78%。这段时间正是细菌快速增殖的时期。NO₂^--N和NO₃^--N浓度变化较小。菌株SHY4和SHY5的NO₂^--N浓度最终增加到0.124mg/L和0.206mg/L,菌株SHY4和SHY5的NO₃^--N浓度最终增加到0.26mg/L和