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污水厂在运行过程中可能会受到高浓度氨氮废水的冲击影响，使生物硝化受到短期抑制，造成出水水质恶化，污水厂不能做到稳定达标排放。本论文采用模拟废水，利用间歇式活性污泥法（SBR）反应器，通过监测氨氮最大比降解速率、硝酸盐氮最大比生成速率、亚硝化和硝化比耗氧速率等动力学指标研究模拟高氨氮废水中游离氨对硝化活性的抑制机理，确定临界抑制浓度。采用PCR-DGGE（Polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis）和FISH（fluorescence insitu hybridization）等分子生物学方法研究不同抑制情况下的硝化菌群群落结构的变化规律。游离氨（FA）对生物硝化系统的冲击负荷试验结果表明，当FA的浓度≤8.0mgN/L时，FA对氨氧化细菌（AOB）和亚硝酸盐氧化菌（NOB）活性有促进作用，随着进水FA的增加，氨氮最大比降解速率（qmax0）和硝酸盐氮最大比生成速率（μmax0）呈增加趋势。当FA大于临界抑制浓度（8.0mgN/L）后，FA对AOB和NOB产生抑制作用，随着FA的增加， qmax0和μmax0急速下降。并且发现μmax0的降低程度小于qmax0，说明AOB更易受到FA对的抑制影响。在不调进水pH的条件下，FA持续负荷试验结果表明，在FA的浓度≤4.0mgN/L的情况下，FA对AOB和NOB有促进作用，氨氮最大降解速率qmax0和硝酸盐氮最大比生成速率μmax0比对照增大1.36倍和1.23倍。当FA负荷继续增大后，对AOB和NOB均产生抑制作用，高浓度FA对AOB的抑制作用更大。在进水pH均调为8.0的条件下，FA的持续负荷试验表明，生物系统对FA负荷耐受能力明显增强，临界抑制浓度有大幅提高。在FA≤21.1mgN/L的范围内，提高FA负荷对AOB有促进作用。当再继续增加进水FA浓度，即表现出对AOB的明显抑制作用，使得系统的氨氮去除量明显下降。但是系统没有发现亚硝酸盐氮的积累，经测试发现NOB的活性随FA浓度增加，有上升趋势。在调整进水pH为8.0并增大进水碱度至完全满足硝化反应的理论消耗量的条件下，FA的持续负荷试验发现，FA的临界抑制浓度反而下降。在FA>15.0mgN/L以后，就开始显示对AOB的抑制作用；而在试验FA范围内，随着FA的增大，硝酸盐氮最大比降解速率逐渐降低，对NOB产生明显的抑制作用。其抑制机理需要进一步研究。通过PCR-DGGE和FISH等分子生物学方法对SBR稳定运行期的生物样进行测定，结果表明，FA冲击负荷对AOB和NOB菌群多样性影响不大；进水FA的持续负荷试验对AOB的菌群影响最大，表现为很多细菌种属被淘汰，生物多样性降低，控制pH和碱度的措施均能使得部分被淘汰的AOB菌属得以恢复；控制pH使得NOB的菌属明显增多，相反，当增加系统碱度后，NOB优势菌属基本消失。