近年来,随着农村经济及生活质量的提升,农村生活污水的排放不断增加,开发适宜农村使用的新型污水处理设施成为当前亟待解决的问题。本文根据农村生活污水特点及治理要求,结合我国农村经济现状,提出了一种新型组合式反应器——多功能折流反应器,并通过一系列的试验研究,确定了该技术的优化工艺,并构建了实用装置进行实际应用研究。　　 为了更深入的研究微生物在污水处理过程中发挥的作用,环境科学中的微生物分子生态学已经日趋成为研究热点。但是,目前对于功能基因的定性和定量研究,尤其是对于脱氮过程中三个主要过程(硝化、反硝化、厌氧氨氧化)功能基因的全面解析,还鲜有报道。本文采用了PCR-DGGE和Real-time PCR的手段分别完成了多功能折流反应器中的微生物多样性分析和三种脱氮功能基因的定量研究。　　 确定了多功能折流反应器的最佳运行负荷:水力负荷24m3·m-2d-1,有机物容积负荷3.77～5.88kg COD m-3d-1,氨氮容积负荷0.73～1.82kg NH3-N m-3d-1,总磷容积负荷0.038～0.069kg TP m-3d-1。此时反应器对COD、NH3-N、TP、NO3-N的去除率较高,分别为:80.7％、68.2%、37.5%、76.5%。　　 通过SEM、TEM以及XRF、能谱、FTIR对反应器中生物相进行观察与表征发现生物相中存在着大量的原后生动物与大量细菌,其元素组成、表面官能团种类和物相组成都对污泥的形成有重要影响。　　 利用PCR-DGGE手段研究反应器各格室中微生物多样性。结果显示各格室中微生物丰富程度均比较高,且条带之间差异比较明显,充分显示了不同的条件下微生物群落的多样性。反应器中共有的优势菌种主要有Comamonadaceae、Clostridiaceae菌属和Diaphorobacter sp.菌种,厌氧单元中特异存在有Tolumonasauensis菌种,好氧单元中特异存在有Thiotrichales菌属,他们大多属于a-proteobacteria,β-proteobacteria和γ-proteobacteria亚纲,多具有硝化、反硝化、除磷等功能,为反应器运行效果提供了微生物层面的理论支持。　　 利用Real-time PCR技术定量分析了三种脱氮功能基因amoA、nosZ、ANO的绝对丰度与相对丰度。amoA的丰度解释了反应器氨氮处理效果偏低的原因,nosZ的丰度分布情况为反应器好氧单元较强的NO3-N去除能力提供了分子层面的支持,并且发现了ANO基因会因为NH3-N的浓度升高而富集的现象,这些结论为类似水处理系统的脱氮能力评价与改进提供了分子生态学方面的依据。