微氧生物处理技术是在反应器内营造特殊的微氧环境，使厌氧、兼性和好氧菌在空间共存并协同作用发挥不同菌种处理污水的能力，具有去除效率好，氧利用率高，能耗小，剩余污泥量少等优点。厌氧折流板反应器作为第三代新型厌氧生物处理工艺，具有较强的截留生物固体能力，良好的水力流态以及良好的微生物功能分区等结构优势，但面临处理效率低，处理时间长等问题。微氧折流反应器将微氧理论应用于折流板反应器中，既能发挥折流板反应器的结构优势，又能利用微氧形成的微环境，使氧化作用和还原作用同时发生成为可能，决定了其不仅具有良好的处理效率，而且一体化设计能适宜于村镇地区污水处理。产甲烷菌能将有机化合物转化成甲烷和二氧化碳，是生物反应器中重要的功能微生物，由其完成的产甲烷过程是生物处理工艺中最重要的限速步骤，其在污水COD去除等过程中有着不可替代作用。　　本论文基于微氧折流反应器的启动试验，考察其启动过程及处理污水的效果，并针对污水COD去除过程中的关键微生物产甲烷菌重要的功能基因mcrA基因，采取实时荧光定量PCR和构建克隆文库的方法对其活性污泥中产甲烷菌的分布、群落结构以及种群演替特征进行分析，以期为微氧处理工艺与与折流反应器相结合进行尝试，并对微氧折流反应器的污染物去除机理研究提供参考依据。取得了以下研究结果:　　(1)接种到微氧折流反应器中的活性污泥，以每曝气10h后间歇4h的方式进行间歇微氧曝气，经过20 d完成驯化。连续微氧曝气阶段，将反应器1＃和2＃格室的DO控制在0.4～0.5mg L-1，3撑格室处于厌氧状态，采用逐步缩短HRT的方式提高反应器负荷。经过95 d的运行，在HRT为8h，VLR为0.7kg m-3 d-1时反应器达到最后稳定运行状态，COD去除率稳定在75％左右，pH值维持在7.3左右，出水VFA降低到77mg L-1左右。　　(2)获取高质量的污泥样品DNA是分子生物学特征研究的关键所在，本论文对CTAB法、BioTeke法和PowerSoil法三种DNA提取方法获得的活性污泥总DNA进行了比较分析。结果表明CTAB法提取的DNA浓度最高，纯度略逊于BioTeke法提取的DNA，但显著高于PowerSoil法，是一种适合活性污泥总DNA提取的方法，能满足微氧折流反应器分子生态学研究的需要。而用PowerSoil法提取的DNA进行定量PCR分析时稳定性更好的。　　(3)微氧折流反应器的环境条件可以保证产甲烷菌的正常生长，不同格室的产甲烷菌的丰度均要高于接种污泥(1720 copies ng-1)，其中经过微氧处理的1＃(2864 copies ng-1)和2＃(2282 copies ng-1)格室产甲烷菌丰度低于厌氧状态的3＃(3508 copies ng-1)格室。随着反应器启动到稳定运行，微氧折流反应器中产甲烷菌丰度整体逐渐增加。其中，1＃格室产甲烷菌基因丰度先由第一阶段的1580 copies ng-1下降到第二阶段的1355 copies ng-1，最后稳定阶段又升高到2864copies ng-1。2＃格室的产甲烷菌基因丰度表现出与1＃格室类似的趋势，但是相比1＃格室变化幅度小，三个阶段的产甲烷基因丰度依次分别为2024 copies ng-1、1970 copies ng-1、2282 copies ng1。3＃格室的产甲烷菌基因丰度随着反应器的运行逐步上升，稳定后达到最大3508 copies ng-1。　　(4)微氧处理后折流反应器产甲烷菌的群落结构发生了明显的变化。接种污泥的产甲烷菌序列多属于Methanomicrobiales目的Methanoregulaceae属，1＃格室中产甲烷菌多隶属于Methanomicrobiales目的其他属，2＃格室的产甲烷菌则多隶属于Methanobacteriales目，而保持厌氧状态的3＃格室的产甲烷菌主要属于Methanomicrobiales和Methanosarcinales。在不同运行阶段，微氧折流反应器中产甲烷菌的群落结构变化明显。1＃格室产甲烷优势菌由Methanobacteriales目变为Methanomicrobiales目，2＃格室产甲烷菌的群落结构比较稳定，没有明显的优势菌群，而3＃格室中，隶属于Methanosarcinales目的产甲烷菌逐渐发展成优势菌群。　　(5)产甲烷菌mcrA基因多样性指数表明微氧曝气的引入降低了活性污泥中产甲烷菌的生物多样性。在反应器运行的不同阶段，2＃格室的生物多样性均高于1＃格室，3＃格室的多样性在前两个阶段没有变化，而在第三阶段升高。　　折流反应器在微氧条件下处理村镇生活污水可以成功启动并稳定运行，具有较好的处理效果。反应器中产甲烷菌基因丰度与COD去除率变化情况基本一致，产甲烷菌多样性以及优势产甲烷菌群的稳定性表明系统运行的异常情况。