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目前我国迫切需要解决的水环境污染问题之一是水体富营养化,而在实际工程中应用广泛且经济有效的强化生物除磷工艺(Enhanced Bio-logical Phosphorus Removal,EBPR)是研究的热点之一,目前已有许多学者从宏观角度研究EBPR系统中聚磷菌(Phosphorus Accumulating Organisms,PAOs)和聚糖菌(glycogen accumulating organisms,GAOs)竞争的影响因素,但是从微观角度研究酶活性对二者竞争诱导方面的少有,忽略了微生物实现并调节生化反应的相关功能的根本因素是酶。因此本课题通过研究碳源类型、C/P、C/N、温度和p H值对聚磷菌和聚糖菌竞争中聚磷酸盐水解酶(exopolyphosphatase,PPX)、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶三种关键酶活性的影响,以及借助宏基因组高通量测序技术研究五种影响因子对微生物群落多样性和菌群结构的影响,以此探究关键酶对聚磷菌和聚糖菌竞争机制的诱导和调控效应,通过调节影响因子进行批次实验优化系统生物脱氮除磷效能,为EBPR工艺实际运行参数提供参考。本课题采用序批式活性污泥(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process,SBR)反应器,以长春市某污水处理厂污泥为接种污泥,采用人工配水模拟的城市生活污水,以厌氧/好氧交替方式运行,成功富集聚磷菌和聚糖菌及其子群。研究结果表明,PPX酶活性在厌氧阶段高于好氧阶段,酸、碱性磷酸酶活性在好氧阶段高于厌氧阶段。调节乙酸、丙酸和葡萄糖三种碳源,发现乙酸碳源条件下,PPX酶,酸、碱性磷酸水解酶活性较高,并且PAOs为优势菌种且相对丰度比例较大。调节碳磷比值,对酸性磷酸酶活性无明显影响,碱性磷酸酶活性随着碳磷比值的增大而增大,PPX酶活性则在碳磷比值为133.33时最大,在碳磷比值为100最小,碳磷比值为100时优势菌种PAOs所占的相对丰度比例最高。调节碳氮比值,PPX酶活性随着碳氮比值的增大而增大,对酸、碱磷酸酶活性无明显影响,且系统的脱氮除磷率菌在90%以上,PAOs在五个碳氮比值条件下均是优势菌种,且所占的相对丰度比例相近。调节反应器温度结果表明,20℃-25℃是PAOs和PPX酶的适宜温度,而20℃是酸、碱性磷酸酶的最适温度;温度在25℃-35℃之间,温度升高,系统的脱氮除磷效能变差,聚磷菌群所占的相对丰度比例降低。调节反应器p H值结果表明,PAOs的适宜p H值为6.0-7.0,PPX酶的适宜p H值为6.5-7.5,碱性磷酸酶活性随着p H值的增大而增大,酸性磷酸酶随着p H值的增大而减小,预测的菌群功能基因相对丰度变化规律与酶活性一致。