随着水环境污染问题日益严重，对城镇污水处理厂氮磷排放标准提出了更高的要求。本文采用海绵动态膜生物反应器，投加多面空心球填料，并按照A/O的SBR运行方式，构成复合式动态膜生物反应器(DMBR)，研究了该反应器处理模拟生活污水的脱氮效果，曝气量、厌氧好氧时间分配比、污泥龄三个操作参数对系统脱氮性能、混合液污泥性质的影响，同时应用16S rDNA的PCR-DGGE分析研究了系统内的微生物种群变化。　　 结果表明，HDMBR的最佳运行工况为曝气量100L/h、厌氧好氧时间分配比2h/4h、不排泥，此时系统的氨氮去除率为97.71％，总氮去除率为86.91%。1.0mg/L的DO有利于同步硝化反硝化的发生；厌氧好氧时间分配比的改变会影响微生物的活性，从厌氧转变到好氧的环境时，微生物需要适应恢复的时间来调整生理状态，厌氧时间越长则恢复期需要的曝气时间越长：较长的SRT有利于同步反硝化。曝气量、厌氧好氧时间分配比、SRT均对污泥絮体形态有所影响，其中曝气量的影响最为显著，一定范围内随曝气量的上升污泥颗粒形状变得更规则圆润。最佳工况时的颗粒粒径最大且圆润规则，集中在100μm～500μm之间呈上升阶梯状分布。　　 HDMBR系统中，混合液污泥(SGS)、悬浮填料生物膜(AGS)和动态膜生物膜(DMS)中微生物总DNA的DGGE图谱中既有共有条带，又有各自独有的条带。DMS外层与AGS的微生物种群的相似性最高，而与SGS的微生物种群的相似性最低，说明附着生长环境下的微生物菌群稳定性较高，间歇性的压力作用对菌群结构的影响不大。海绵动态膜中的确生长着大量的活体微生物，但其内层微生物的种类和数量明显低于外层，因此起主要作用的可能仍然是外层结构。随着系统曝气量的增大，其混合液总DNA量上升；随着厌氧好氧时间分配比的增大，所得总DNA的量下降；随着SRT的下降，总DNA的量也呈现下降趋势。