由于水体中氮、磷等营养物质的过多进入,水体富营养化开始成为最常见的水污染现象,为人类的生活和生产活动带来严重危害。水体富营养化的修复与治理己成为国内外学者广泛关注的研究课题之一。目前,吸附材料和微生物是富营养化水体治理中较受关注的部分。但吸附材料的功能易受温度、pH、磷浓度等的影响；参与实际应用的微生物只占总量的极少数；特别是对随季节而发生变化的富营养化水体治理的详细研究也较少见有报道。本研究中,运用新材料构建生物膜反应器处理富营养化水。一方面,进行水体主要指标(总磷：TP、总氮：TN、叶绿素a:Chl-a)的测定,验证生物反应器对富营养水的净化能力；另一方面,利用MPN (most probable number,最大可能数法)培养体系和含有Rpf (resuscitation promoting factor,复苏促进因子)的培养上清液,分离富集处理系统中不同时期的优势菌群,确定反应器中是否存在VBNC (viable but non-culturable,活的但非可培养)状态细菌及其不同处理时期水环境中细菌的组成,同时运用PCR-DGGE探索解析Rpf对处理系统中VBNC状态细菌的影响；对分离菌株进行全基因组提取、PCR扩增、16SrRNA基因测序、比对、系统发育树构建以及主要机能探索。取得的主要研究成果如下：1.新材料生物膜反应器对富营养化水有较好的水质净化处理能力,可以有效降低富营养化水中的TP、TN和Chl-a。TP.TN及Chl-a平均去除率分别为95.9%,92.4%,95.8%,其中一些常见因素如温度、pH、磷起始浓度等的变化对总磷的去除效果影响较小。2.MPN培养体系实验结果表明：每1.0 g滤料中,实验组(添加活性Rpf)细菌总数(2.9×109-2.1×1010)比对照组(添加失活Rpf)细菌总数(5.3×107-2.4×109)大,Rpf效果值(VR)为8.7-54.7。以上数据表明：新材料能有效富集水体中的微生物；富营养化水处理系统中存在对Rpf敏感的优势菌群。分离菌株的16SrRNA基因比对结果和系统进化关系显示：生物处理系统的优势VBNC细菌主要来自Bacillus、Burkholderia、Enterobacter、Pseudomonas和Brevibacillus等属；分离菌株与已知近缘标准菌株16S rRNA基因序列的相似性为97.6-100.0%。3.以取自生物反应器的样品构建的MPN培养体系为模板进行全基因组提取、PCR扩增、DGGE电泳解析、目的基因序列鉴定与比对。DGGE图谱表明,整体上实验组比对照组的菌种多样性高,证实富营养化反应器中存在对Rpf敏感的VBNC菌群。4.菌群变迁观测结果表明：处理系统中的微生物种类在不同阶段存在一定差异。反应器的每个阶段都存在具有降解有机物和反硝化聚磷功能的Burkholderia cepacia和Bacillus cereus菌株；每个阶段担任溶藻功能的细菌则来自不同的属：如Bacillus、Brevibacillus、Ochrobactrum和Enterobacter等属；具有潜在脱氮功能的细菌则来自于Bacillus、Enterobacter和Pseudomonas等属。新材料生物膜反应器运行近2年,可以有效净化富营养化水,对格栅、初沉池等进行适当调整,有望能起到更好的处理效果。此外,新材料因其强吸附能力,可成为功能菌群的良好载体,在实际生产中有望得到推广使用。根据富营养水处理反应器中存在VBNC菌,及利用Rpf对复苏活性化VBNC菌环境功能的研究事实,可以推测,不同的污水处理系统中存在VBNC菌群,利用Rpf对VBNC细菌进行复苏活化的实际应用研究,将能为改进污水处理工艺和设备及其提高生物处理效果提供新的研究思路和方法。