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本研究目的是利用半悬浮生物载体构建一了个耦合厌氧-好氧生物膜反应器（Coupling Anaerobic-Aerobic Biofilm Reactor,CAABR）,揭示耦合厌氧-好氧生物膜反应器中磷的分布规律,以及聚磷微生物（Polyphosphate-Accumulating Organisms,PAOs）的种群动态变化。本实验反应器的启动运行分为两个阶段:Ⅰ阶段,反应器启动运行至54天,该阶段人工模拟生活废水中P的进水浓度为1 mg/L;Ⅱ阶段,反应器从第55天运行至78天,该阶段将P的进水浓度增加至1.5 mg/L。通过测定反应器的进水和出水的常规指标（COD、NH4+-N、NO2--N、NO3--N和PO4--P）研究CAABR对人工模拟生活废水的处理效果,使用化学方法测定各个阶段反应器中水相、EPS（Extracellular Polymeric Substances）和胞内磷的分布情况,并且利用微电极测定生物膜中氧气浓度变化,最后通过高通量测序方法研究反应器中聚磷微生物的种群动态变化。主要研究结果如下:CAABR系统采用快速污泥法进行挂膜,启动时接种污泥浓度为1000mg/L,水力停留时间为24h,在不排泥的条件下,连续进出水稳定运行78d。实验结果表明:Ⅰ、Ⅱ阶段,系统稳定运行时COD的去除率保持在88±7.54%,NH4+-N出水含量基本维持在1mg/L以下;磷的出水浓度在Ⅰ阶段稳定时最低为0.02mg/L,磷的去除率最高达97.89%,平均去除率为69±22%;在Ⅱ阶段磷的去除率有所下降,但仍保持在64.56±11.08%。CAABR中半悬浮生物载体是使用3D打印技术制造,该载体在反应器的运行过程中在表面形成了生物膜。研究发现在生物膜中逐渐形成了明显的影响磷代谢的氧浓度梯度,证明了在半悬浮生物载体表面成功形成了具有厌氧-好氧微生境的（micro-anaerobic/aerobic）生物膜,生物膜中耦合的厌氧-好氧微环境更利于PAOs厌氧环境下释放更多的磷,为好氧环境除磷提供足够的能量。此外,在CAABR系统中,细胞内磷相对浓度的百分比最大（约为66-83%）,EPS中磷含量次之（约为16-34%）,水相最小（约为0.4%）,因此系统内磷由水相转移到EPS中,并最终被PAOs以多聚磷酸盐的形式储存在细胞内,导致胞内磷含量最高。CAABR系统在阶段Ⅰ和阶段Ⅱ中的微生物种群存在明显差异。结果表明,随着CAABR系统运行时间延长,变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和拟杆菌门（Bacterioidetes）的相对丰度逐渐下降,放线菌门（Actinobacteria）逐渐成为优势物种,约占47.5-57.4%。同时,在CAABR中有13个PAOs物种,聚磷菌（Candidatus Accumulibacter）作为重要的PAOs随着反应器的运行其丰度逐渐下降,由最高时期的71.2%下降到0.6%;动胶菌属（Zoogloea ramigera）逐渐变成优势物种,相对丰度由最初的7.5%增长到93.1%。综上,从磷的去除、生物膜溶氧分布、P代谢过程,以及PAOs种群演替等多个方面,系统的研究了耦合厌氧-好氧生物膜反应器中聚磷微生物种群动态变化及磷的分布规律,明确了CAABR系统具有较好的除磷能力,检测到生物膜中存在厌氧-好氧微生境,发现了系统中磷的分布受PAOs聚磷能力的影响,并获知Arthrobacter aurescens和Zoogloea ramigera在CAABR中是磷去除的主要种群。该研究结果有助于更好的理解CAABR系统除磷过程机制和PAOs种群变化,为耦合生物膜反应器的实际应用提供理论依据。