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本研究利用新型附积床反应器，选择易生物降解的小分子物质乙酸钠和可慢速生物降解大分子物质淀粉分别作为唯一碳源进行配水模拟生活污水，采用两组平行实验，保证其他因素如温度、DO、HRT等完全相同的情况下，对碳源种类进行了专门研究，考察了附积床反应器的COD和同时硝化反硝化处理性能。同时，在研究反应器常规处理性能的基础上，采用PCR-DGGE技术研究反应器中悬浮液和生物膜上微生物的多样性;应用FISH及其定量方法分析系统硝化菌群、应用反硝化功能基因分析不同碳源下系统反硝化细菌结构和数量，分析不同碳源与系统脱氮效果的联系，进一步解析系统脱氮机理。主要研究成果归纳如下: (1)不同碳源对附积床反应器COD和NH4+-N的去除能力影响不大。附积床反应器在进水COD为320 mg·L-1，DO=2～3 mg·L-1，NH4+-N浓度为40 mg·L-1，HRT=8时，以乙酸钠(R1)和淀粉(R2)分别为碳源的COD去除率均为90％左右，NH4+-N平均去除率分别高达97.75％和92.66％。不同碳源对附积床反应器TN去除率有一定影响，R1和R2的TN平均去除率分别是57.83％和64.94％，TN最高去除率分别高达72.92％和86.44％，R2的脱氮能力高于R1。 (2) DGGE结果显示，系统生物膜和悬浮液中微生物群落结构存在较高的相似性。不同有机物为碳源的反应器内微生物群落体现出一定的差异性。R1内有五种优势菌群:β-变形菌纲、未分类菌属、γ-变形菌纲、硝化螺旋菌纲和α-变形菌纲，所占菌群比例分别为41.67％、25.00％、16.67％、8.33％和8.33％。R2中存在六种优势菌群:β-变形菌纲、未分类菌属、硝化螺旋菌纲、黄杆菌纲、γ-变形菌纲和α-变形菌纲，所占菌群比例为41.67％、25.00％、8.33％、8.33％、8.33％、8.33％。系统中检出有黄杆菌属（Flavobacterium sp.）、纤发菌属（Leptothrix sp.）浮游球衣菌属（Sphaerotilus natans）等，正是由于系统中存在这些高效去除有机物的异养优势菌属，系统才达到了高效的有机物去除效果。两系统中优势菌属均有硝化螺旋菌属（Nitrospira sp.），该菌为系统硝化作用的主要贡献菌属。 (3)FISH结果显示，两系统内均存在丰富的氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化菌。反应器运行25d和55d应用FISH技术和技术软件测得两个反应器中真细菌、氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化菌数量级均在9～10之间。两反应器中生物膜上硝化菌的数量均多于同时期悬浮液中硝化菌的数量，基本上高出1个数量级。可见，碳源种类对系统硝化菌影响较小。 (4) nirS结果显示，R1所得克隆子比照后所得反硝化菌属可以分为三类:gamma-proteobacteria，bata-proteobacteria和unclassified bacterium，三类菌属所占比例分别为38.71％，33.87％和27.42％。R2所得比照菌属包括:unclassifiedbacterium，bata-proteobacteria和gamma-proteobacteria,三类菌属所占比例分别为50％，45.31％和4.69％。本研究中有大量分离的克隆子不与目前己知的nirS基因相似，属于未知菌属，有待进一步研究，尤其是淀粉作为碳源时系统的反硝化群落更值得进一步探讨。 (5)两系统中应用nirS检测到的克隆子比照的菌属绝大多数与变形菌纲中的红环菌目（rhodocyclales）及伯克氏菌目（burkholderiales sp.）相似。由于碳源不同，R1中主要的细菌种属为固氮弓菌属（azoarcus sp.）和盐单胞菌属（halomonassp.）。而R2中主要种属是brachymonas sp.和陶厄氏菌属（thauera sp.）。而且，alicyc liphilus sp.，盐单胞菌属（halomonas sp.）和红长命菌属（rubrivivax sp.）仅出现在R1中。Brachymonas sp.，丛单胞菌属（comamonas sp.），脱氯单胞菌属（dechloromonas sp.），硫杆状菌属（thiobacillus sp.）和pseudogulbenkiania sp.仅出现在R2中。 (6)本研究中的建立的反硝化菌基因文库中大多数的反硝化细菌是好氧细菌和兼性厌氧菌，如专性好氧反硝化菌食酸菌属（acidovorax sp.），固氮弓菌属（azoarcus sp.），和贪铜菌属（cupriavidus sp.）和兼性反硝化菌，如陶厄氏菌属(thauera sp.)，假单胞菌属(pseudomonas sp.)，脱氯单胞菌属(dechloromonas sp.)。同时，R2系统中检测出厌氧反硝化comamonadaceae和脱氮硫杆菌（thiobacillussp.），进一步验证了同时硝化反硝化的微环境理论和微生物理论。 综上所述，在新型附积床反应器中，首先，相比于小分子有机碳源乙酸钠来说，大分子可慢速降解的淀粉因其能够形成更好的微环境，故而研究从R2中获得了厌氧反硝化细菌，进一步验证了同时硝化反硝化微环境理论，所以是更合适的碳源。其次，碳源种类主要影响系统中反硝化细菌，相比于小分子有机碳源乙酸钠来说，大分子可慢速降解的淀粉聚集了更为丰富的反硝化微生物群落，在好氧反硝化菌和厌氧反硝化菌的共同作用下实现脱氮，所以较R2取得了更好的脱氮效果，淀粉是系统脱氮的优选碳源。