随着生物膜处理技术的快速发展,开发用于处理各种有机废水的高效稳定的生物膜工艺技术对当前环境治理具有重要的意义。本论文采用自主设计一套新型生物膜反应器,处理水产养殖废水。研究了不同挂膜启动方法下,该反应器挂膜效率以及成熟生物膜菌群多样性的差异,同时还研究了反应器运行过程中,有机负荷、C/N比、回流比对该新型生物膜反应器处理效率的影响,以期为该反应器的实际应用提供技术支持与理论参考。采用序批式运行策略,对比了自然挂膜启动和人工投加活性污泥挂膜启动这两种方法下,挂膜效率以及生物膜结构的差异。结果显示,两种方法都能挂膜成功,并且反应器对COD、NH4+-N去除率都达到85%以上。但人工投加活性污泥的挂膜启动方法要比自然挂膜方法更快,前者只用了13天,而后者需要24天;根据光学显微镜和扫描电镜的观察结果,人工投加活性污泥挂膜启动方法下的成熟生物膜结构更加致密,内外膜之间有明显层次差异,并且生物膜中的微生物种类丰富;而自然挂膜启动方法下的成熟生物膜结构比较疏松,内外膜结构无明显差异,生物膜中的微生物种类比较丰富。利用PCR-DGGE技术研究两种挂膜启动方法下,成熟生物膜中微生物菌群之间的差异以及在挂膜过程中的变化。结果显示:在挂膜过程中,两种挂膜方法前期与挂膜成功之后的稳定期之间的细菌菌群变化都比较明显,菌群相似性分别为32.7%(自然挂膜)和42.5%(人工挂膜);在生物膜成熟之后,两种挂膜方法下的生物膜中细菌菌群相似性也很低,最高只有25.2%;对其中的优势菌进行切胶回收及克隆测序,结果显示,他们与固氮弓菌属、拟杆菌属、气单胞菌属、乳酸菌属、伯杰菌属、甲苯单胞菌属、黄杆菌属、杜檊氏菌属以及明串珠菌属等菌属的同源性较好,同源性均在95%以上,这些菌属在去除有机污染物的过程中发挥着非常重要的作用。进一步构建系统进化树,发现两种挂膜方法下的成熟生物膜当中,部分优势菌群具有非常近的亲缘关系,它们在反应器运行过程中,对有机物的去除作用和机制可能是相同或相似。在挂膜成功后,采用连续运行策略,研究COD负荷、C/N比和回流比对该生物膜反应器运行效率的影响。结果显示,COD负荷在15 g/(m2·d)至30 g/(m2·d)之间变化时,出水COD和NH4+-N去除率均呈现先上升后稳定的趋势,在25 g/(m2·d)时达到最高,去除率分别为89.5%和86.4%,说明该反应器适合用于低COD负荷废水的处理;而在C/N比值从5.3升高至14.6的过程中,出水COD和NH4+-N的去除率呈现出相反的变化规律,COD去除率随着C/N比升高而升高,最高在C/N为14.6时达到90.11%,而NH4+-N去除率随着C/N比升高而降低,在C/N比值为10.2时,去除率达到85.4%。回流比从6.38增加到10.56的过程中,该反应器的COD和NH4+-N去除效率先升高后降低,当回流比为9.17时,其出水水质以及COD和NH4+-N的去除率都达到最高,分别为91.5%和88.7%。