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研究生物脱氮系统中微生物群落结构多样性，对于研究生化反应的机理、污染物降解和转化途径有非常重要的意义。应用PCR-DGGE及分子克隆技术研究系统中微生物的群落结构和功能，可以从理论上进一步完善生物脱氮处理工艺的机理和理解其脱氮方式，从分子生物学角度搞清微生物菌群结构—有机物降解机理—废水处理效能之间的内在联系，这对优化系统运行、提高废水处理效果等都具有重要的实际应用价值和理论探索意义，并可为在实际工程中进一步提高反应器的处理能力、优化操作参数提供理论依据。 选取SBR短程异养脱氮工艺和厌氧氨氧化自养工艺为高效生物脱氮工艺的代表，研究其微生物菌群结构与废水处理效能之间的内在联系，及功能菌群的演变规律和空间分布。具体成果如下: (1)从不同运行时期的SBR短程脱氮系统中提取活性污泥，利用PCR-DGGE技术初步分析了短程脱氮系统中微生物的种群演替情况。结果表明，在反应器运行的不同时期，微生物群落结构发生了较大演变而且具有高度多样性。通过鉴定获得的12种优势细菌的16SrDNA序列，它们分别与硝化弓形杆菌、黄杆菌、甲基杆菌、绿弯菌、动胶菌、假单胞菌、索氏菌、亚硝化单胞菌、Dechloromonas、生丝微菌的同源性在97％以上，这些优势微生物菌属确保了短程硝化反硝化功能的实现。 (2)通过构建16SrDNA克隆文库对厌氧氨氧化脱氮反应器中活性污泥的微生物群落结构进行分析。结果表明，厌氧污泥中的微生物群落具有丰富的多样性，包括:变形细菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、浮霉菌门、硝化螺旋菌门、芽单胞菌门，奇古菌门和未培养菌，其中，变形菌门、绿弯菌门、硝化螺旋菌门为优势菌群。 (3)通过构建厌氧氨氧化菌特有16SrDNA克隆文库对厌氧氨氧化脱氮反应器中活性污泥的功能菌进行分析。研究结果表明，该系统中存在两种优势厌氧氨氧化菌，其中一种在分类学地位上属于Candidatus Brocadia fulgida种，另一种可能是一种未见报道的厌氧氨氧化菌属，与Candidatus Brocadia fulgida亲缘较近。