本项目利用多级串联附积床同时硝化反硝化反应器，考察了分段进水和不同HRT对系统去除有机物及同时硝化反硝化脱氮效果的影响。同时针对多级串联附积床同时硝化反硝化脱氮机理尚不完善的问题，运用FISH和PCR-DGGE等分子生物学工具，重点开展同一反应器中生物膜及悬浮污泥中硝化及反硝化微生物群落结构和空间分布分析，以期解析多级串联附积床同时硝化反硝化脱氮途径.主要研究成果归纳如下：（1）三种流量分配比对COD和NH₄⁺-N的去除影响不大，三种流量分配比下对COD的去除率为90%左右，出水COD达到一级A出水标准，对NH₄⁺-N的去除率均能达到90%以上；水力停留时间的缩短也对本系统对COD和NH₄⁺-N的去除影响不明显，本实验最短水力停留时间为4h时，系统依然取得了89.5%的COD去除率和90.6%的NH₄⁺-N去除率，表明系统具有良好的抗冲击负荷能力，且能稳定的去除有机物和取得良好的硝化效果。（2）不同的流量分配比影响系统对总氮的去除效果：当流量分配比为3∶4∶3时，系统对TN的去除效果最好，最高去除率为84%，平均去除率为70.2%；调整流量分配比为4∶3∶3时，系统对TN的平均去除率为62.7%；流量分配比为5∶3∶2时，系统对TN的平均去除率为58.5%。缩短水力停留时间为4h时，系统依然取得了最高80%的TN去除率，平均去除率为67.4%。（3）结合生物膜DGGE图谱和UPGMA聚类分析，发现生物膜上微生物群落结构随着时间的推移发生了较大的演变，并对生物膜上微生物群落构建了进化树。对生物膜DGGE图谱Shannon指数分析表明，生物膜上菌群多样性非常丰富。生物膜上优势菌群分为五个不同的细菌类群： β-变形菌类群（Beta-Proteobacteria占39%）﹑γ-变形菌类群（Gamma-Proteobacteria占22%）﹑未分类菌类群（Unclassified bacteria占17%）﹑α-变形菌类群（Alpha-Proteobacteria占13%）﹑放线菌类群（Actinobacteria占9%）。（4）而结合生物膜和悬浮液DGGE比对图谱和UPGMA聚类分析的结果表明，在不同的运行时期生物膜和悬浮污泥中微生物菌群相似性非常高，生物膜和悬浮污泥上微生物菌群在系统运行的不同时期都有着紧密的联系，共同参与系统中对污染物的去除，同时，对生物膜和悬浮污泥中微生物菌群构建了进化树。生物膜和悬浮液混合系统中优势菌群分为五个不同的细菌类群：β-变形菌类群（Beta-Proteobacteria占41%）﹑未分类菌类群（Unclassified bacteria占21%）﹑γ-变形菌类群（Gamma-Proteobacteria占17%）﹑α-变形菌类群（Alpha-Proteobacteria占14%）)﹑放线菌类群（Actinobacteria占7%）。β-变形菌类群不仅在数量上占有优势而且在有机物的降解﹑营养物质的去除起着重要作用。（5）系统中起硝化作用的主要是亚硝化单胞菌（Nitrosomonas sp）和硝化螺旋菌（uncultured Nitrospirae bacterium）；起反硝化作用的主要是好氧反硝化菌施氏假单胞菌（Pseudomonas.stutzeri）。（6）对系统运行不同时间生物膜上菌群FISH分析，微生物的分布很均匀，且密度较大，为系统稳定运行高效去除污染物创造了有利条件。而且，系统运行不同时期都大量存在AOB菌和NOB菌，共同为系统稳定高效的完成将氨氮转化为硝酸盐的生物硝化过程。