为应对村镇分散污水C/N较低、难管理等问题,交替曝气生物滤池（Altering sequence biological filter,ASBF）技术被开发出来,在对该技术的研究中发现它还具有间歇运行时重新启动速度快的优势,这对于水质水量波动较大的污水的处理意义重大,因此本论文对ASBF快速重新启动的机理进行研究,以便将该技术推广至更大的市场。试验分为初次稳定运行、停止运行和重新启动三个阶段,主要从污染物去除效果、生物量、贫营养条件下可利用的能量储备物以及微生物群落结构等方面展开研究,并在全过程中设置持续曝气的生物滤池（Biological aerated filter,BAF）作为对比装置进行对比分析。BAF的尺寸与ASBF其中一格滤池的尺寸完全一致,进水按C:N:P=100:5:1配制人工废水,两个反应器的进水浓度、水力停留时间、曝气量以及反冲洗周期等运行参数也完全相同。试验结果表明,在挂膜启动后的初次稳定运行阶段,ASBF与BAF对COD的平均去除率和对氨氮的平均降解率都在95.0%以上,对TN的去除率有所差异,ASBF对TN的平均去除率为90.3%,而BAF对TN的平均去除率为79.3%,说明即使碳源十分充足,反冲洗周期也较长（两周一次）,BAF对TN的去除率依然稍低于ASBF的,这与不同运行模式驯化的微生物群落结构有关。ASBF的交替曝气模式驯化的微生物群落丰富度和多样性更高,群落结构更稳定,主成分分析与属水平优势菌种组成方面也都表明ASBF与BAF的物种组成具有显著差异。属水平下一些重要的反硝化菌种在ASBF中的相对丰度都显著高于在BAF中的相对丰度,例如动胶菌属（Zoogloea）、陶厄氏菌（Thauera）、丛毛单胞菌（Comamonadaceae）,脱氯单胞菌（Dechloromonas）,红环菌（Rhodocyclaceae）,芽单胞菌（Gemmatimonas）和厌氧绳菌（Anaerolineaceae）。因此,BAF的反硝化速率稍低于ASBF的反硝化效率主要是群落结构差异导致的,ASBF中的反硝化菌种类更多,相对丰度更高,群落结构抗冲击能力也更强。ASBF与BAF停止运行后,发现二者都能利用胞内碳源储存物作为能量来源,但是对内碳源的降解都是一个短暂的过程。在长期的停止运行过程中,ASBF中的微生物能持续地降解胞外聚合物维持生命活动,停止运行的两个月内,ASBF中的胞外聚合物含量从120.0 μg/（g填料）左右降低至40.0 μg/（g填料）左右,而BAF中胞外聚合物含量始终在60.0 μg/（g填料）左右,说明ASBF在贫营养环境中降解胞外聚合物的能力远远强于BAF,这也是群落结构稳定的表现。停止运行后,相比于BAF,门水平下ASBF的物种丰度以及生物多样性都变化较小,说明ASBF的抗冲击能力更强;属水平下ASBF的优势菌种中反硝化菌的相对丰度都升高了,特别是陶厄氏菌相对丰度上升至高达31.4%,而BAF优势菌种中的反硝化菌种类始终较少,ASBF在停止运行后系统中的反硝化菌能利用胞外聚合物作为能量来源并始终成为优势菌种,这为重新启动后反硝化过程的恢复奠定了基础。此外,虽然停止运行前ASBF中的生物量高于BAF,但在长期停止运行后最终二者生物量差异不大,重新启动后ASBF与BAF的生物量增长趋势也基本一致,因此判断ASBF快速重新启动的性能与生物量没有必然的联系。ASBF与BAF重新启动后都能迅速恢复对COD的高效去除率和对氨氮的高效降解率,ASBF也能在第2天即恢复对TN的去除效果,平均去除率为77.5%,而BAF对TN的去除率却只有30.0%左右,无法自然恢复对TN的去除效果,表明ASBF快速重新启动的表现主要是对反硝化过程的迅速恢复。对硝酸盐还原基因（napA）、亚硝酸盐还原基因（nirK与nirS）和N2O还原基因（nosZ）四种反硝化功能基因的高通量测序结果表明,ASBF与BAF最大的差别体现在亚硝酸盐还原基因中,在物种组成和Shannon多样性指数方面都有显著差异,说明重新启动后BAF反硝化效率远低于ASBF的反硝化效率主要是被亚硝酸盐还原过程所限制。以上研究结果表明,交替曝气生物滤池间歇运行时快速重新启动的优势主要体现在反硝化过程的快速恢复,其中的机理如下:交替曝气生物滤池在正常运行时优势菌种以反硝化菌为主,群落结构稳定,抗冲击能力强,反硝化菌能在停止运行后的贫营养环境中持续地利用胞外聚合物作为能量来源,停止运行后系统中反硝化菌物种依然丰富,相对丰度甚至更高,这保证了重新启动后亚硝酸盐还原菌在反硝化反应的关键步骤亚硝酸盐还原过程中的高效表达,使得反硝化过程迅速恢复正常。