我国水体磷污染日益严重,造成水体富营养化严重威胁到了自然环境的良好发展。传统污水生物除磷工艺存在工艺复杂、易造成二次污染等一系列问题,而且不能有效解决磷资源匮乏与水体磷污染的矛盾。为实现磷从“去除型”到“回收型”的转变,深入研究以气化除磷技术为基础的磷酸盐还原系统的微生物群落结构,作用机理以及动力学模型。为气化除磷机制提供了理论依据,具有重要的学术意义。同时为实践提供理论依据,促进其在实际中的应用。试验采用16S rRNA测序技术,分别研究磷酸盐还原系统中磷化氢产生的初期,中期和最佳时期的微生物群落结构,对三个时期物种组成进行分析,物种丰富度由大到小依次为:中期,最佳时期和初期;物种均匀度由大到小依次为:中期,初期和最佳时期;物种多样性由大到小依次为:中期,初期和最佳时期。在“门”分类学水平上,结合物种组成和对中期与最佳时期的显著性差异分析,认为可能含有将磷酸盐还原为磷化氢的菌种或与其有协同作用的菌种的门类有变形菌,糖杆菌,绿弯菌,芽单胞菌和厚壁菌。可能含有具有竞争作用菌种的门类是拟杆菌和放线菌。在“种”分类学水平上,结合三个时期样本进行物种关系Venn图和最佳时期由“域”至“种”的多级物种snburst图分析,筛选出磷酸盐还原菌或与其是协同关系可能性较大的菌种和与磷酸盐还原菌是竞争关系可能性大的菌种,发现这些菌种多数为未分类和不可人工培养的菌种。通过COG功能分类分析发现磷酸盐还原系统从磷化氢产生初期至最佳时期过程中碳水化合物转运和代谢,能源生产和转换等8个功能的加强,促进了磷化氢的产生。通过KEGG功能分析发现与磷相关的酶有286个,与磷相关的代谢通路有磷脂酰肌醇信号系统等5个。结合热力学综合分析推测磷酸盐还原系统可能的作用机理,系统通过PTS通路运输葡萄糖,磷酸盐和亚磷酸盐代谢通路与细胞的跨膜运输是系统提供H2PO4-的途径,磷酸戊糖代谢通路为系统提供能量,磷脂酰肌醇信号系统与磷酸肌醇代谢通路为生成磷化氢提供了有利的胞内环境。通过试验建立回归方程确定系统有机物降解动力学模型,微生物增长方程和磷去除动力学方程。为该工艺的放大试验研究提供理论依据和实用技术,促进其在实际工程中的应用。