同步硝化反硝化由于具有减少占地面积和建设成本、降低能耗、工艺过程容易控制等优点被国内外学者所重视，在影响同步硝化反硝化的各个因素中，碳氮比是一个重要的影响因子。本实验采用四组碳氮比不同的平行实验，保证其他因素完全相同的情况下，对碳氮比进行专门研究，揭示其影响同步硝化反硝化的机理。　　通过运行反应器，得到如下研究结果:不同碳氮比下的附积床生物膜反应器处理生活污水，均具有高效去除COD的能力。NH4+-N的平均去除率随着C/N的增加而降低，主要认为是由于高碳氮比下，异养菌过量繁殖，从而影响硝化细菌的数量。而TN去除率也随C/N的增加而增加，同时，C/N达到一定值时，TN去除效果增长出现减缓。在不同C/N影响SND脱氮机理的研究上，认为在C/N较低时系统同步硝化反硝化主要是由于厌氧微环境与好氧反硝化菌的存在而出现，而在高C/N比时由于出现了宏观的厌氧区域从而实现了同步硝化反硝化。　　在系统中微生物的研究上，与以往对SND脱氮工艺的研究不同的是，将侧重点针对性的放在了功能菌群的研究上，本课题通过创建一种新的硝化菌群定量方法定量的分析各反应器中硝化菌群的数量构成情况，同时采用nirS基因技术手段对在SND过程中具有重要作用的反硝化菌群进行分析研究，以此来揭示SND机理。　　通过FISH技术研究反应器中硝化菌群的群落特征发现，C/N越小，硝化菌群的数量越大，同样地在C/N为4时反应器的硝化效果最好。本工艺中硝化菌在填料上的菌量均大于悬浮液中的菌量，同时AOB菌和NOB菌随着C/N的增加，生物膜上变化幅度要大于在填料上的变化幅度，因此可以看出碳氮比影响硝化细菌的主要作用点在填料上。实验中四组反应器中亚硝氮的浓度皆维持在较低的水平。说明当NOB菌的数量级达到7时可阻止反应器中亚硝酸细菌的积累。　　利用nirS反硝化功能基因结合克隆技术研究了四组反应器中反硝化菌群的群落。通过对酶切后的操作单元OTU、多样性指数以及稀释曲线的分析发现:C/N的增加会使反硝化菌群多样性趋向降低。而当有机物浓度特别高时，反硝化菌群的多样性降低速度明显减小。β多样性指数分析结果表明，两组反应器C/N值越接近，反硝化菌群的构成越相似。且在C/N变化的过程中反硝化群落是以一种匀速的状态持续变化，而各系统变化最大的是各个反应器特有的菌群，而共有的菌群变化较小。将所测序列在NCBI中比对后，发现在四组反应器中主要存在两个群落分类:变形菌门(Proteobacteria)细菌和未知序列，而在变形军门中β-变形菌(Beta-Proteobacteria)占据绝对优势。同时在四组系统中既发现了厌氧反硝化菌也发现了好氧反硝化菌。说明在各组反应器中出现SND现象是微环境理论和生物学理论共同作用的结果。　　利用DGGE技术研究研究四组反应器中总微生物群落特征发现:生物膜上各个反应器中微生物的差异程度要明显大于悬浮液中各反应器中的差异程度。同时不同C/N下生物膜上多样性相差较大，悬浮液中多样性指数大小无明显变化。测序比对后发现在碳氮比不同的附积床反应器其中主要存在α-变形菌(α-proteobacteria)、β-变形菌(β-proteobacteria)、γ-变形菌(γ-proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和环境样品(environmental samples)等微生物菌群。在这些微生物中发现一些可代谢有机物的微生物，如纤发菌属Leptothrix sp.和球衣细胞属Sphaerotilus sp等。而在脱氮方面，在C/N为8、12、15时系统中发现了布丘式菌属Buttiauxella sp以及产气肠杆菌Enterobacter aerogenes，二者属于肠杆菌科Enterobacteriaceae，具有将硝氮转换成亚硝氮的能力，解释了C/N增加到8之后硝氮积累明显改善的现象。