随着纳米材料的广泛应用，大量的纳米材料不可避免的进入市政污水处理系统，对污水生物处理系统形成新的威胁。本文针对两种典型纳米氧化物，研究其对市政污水生物处理系统安全性的影响，为污水生物处理系统稳定运行提供了理论基础。通过将生活污水超滤分级研究生活污水中有机污染物与纳米氧化物（纳米TiO₂和纳米ZnO）的相互作用规律。随分子量的增加各级分生活污水电位值减小，加入纳米氧化物后各级分生活污水中颗粒表面电位依然是随着分子量的增加而减小。低分子量生活污水与纳米氧化物相互作用时配位体交换作用占主导作用，所以颗粒粒径变大。高分子量生活污水与纳米氧化物相互作用时静电斥力占主导作用，导致聚集体分散，粒径减小。各级分生活污水傅立叶红外谱图相似，个别吸收峰峰强和峰宽不同，低分子量级分中含有更多的伯醇、羧基等官能团。各级分生活污水与纳米氧化物吸附作用后傅立叶红外谱图中羧基官能团发生了明显的偏移，说明羧基官能团是生活污水中有机物颗粒与纳米氧化物相互作用的主要官能团。由于低分子量级分与纳米氧化物主要是以配位体交换为主要作用方式，高分子量级分与纳米氧化物以静电斥力为主要作用方式，所以低分子量级分与纳米氧化物相互作用程度较高。纳米氧化物进入到SBR系统后，5mg/L纳米TiO₂对系统氨氮和有机物的去除不产生影响，25mg/L和100mg/L纳米TiO₂会使系统氨氮和有机物的去除率下降，100mg/L纳米TiO₂对系统氨氮和有机物的去除产生影响的时间早于25mg/L纳米TiO₂。系统内投加纳米TiO₂后系统的除磷效果并未受到影响。1mg/L纳米ZnO对系统氨氮和有机物的去除不产生影响，5mg/L和25mg/L纳米ZnO很快使系统氨氮和有机物的去除率显著下降，但是在一周内系统有一定程度的恢复。1mg/L和5mg/L纳米ZnO对系统除磷效果没有产生影响。25mg/L纳米ZnO对系统除磷效果影响较大。同等浓度的纳米氧化物对污泥生物活性指标的抑制率从小到大依次为：INT-电子传递体系（INT-ETS）<活性污泥比好氧速率（SOUR）<TTC-电子传递体系（TTC-ETS）。所以用TTC-ETS表征纳米氧化物毒性的灵敏性较高，可以作为毒性效应评价的有效指标。投加25、100mg/L纳米TiO₂的系统和投加5mg/L纳米ZnO的系统污泥胞外聚合物中蛋白质和多糖含量都有不同程度的减少。投加25mg/L纳米ZnO系统的EPS中蛋白质含量随着暴露时间的延长有不同程度的减少，但是多糖含量始终处于较低的浓度范围。系统内投加纳米TiO₂（25、100mg/L）、纳米ZnO（5、25mg/L）由于过氧化作用都会使活性污泥EPS组分分子结构发生变化，进而导致活性污泥生物活性降低。