传统MBBR所采用的微生物载体材质多为球形聚丙烯,或是管状聚乙烯,这类材质的微生物载体虽然具有相对耐用的优势,但是也具有微生物不易附着,流化程度较差等缺点。本研究使用MBBR工艺对实验室配制的模拟生活污水进行处理,同步运行三组分别选用了聚氨酯吸水凝胶（Porous Polymer Carriers,PPC）、聚氨酯（Polyurethane,PU）海绵、聚丙烯（Polypropylene,PP）三种材质微生物载体的MBBR反应器,在ρ（COD）=400 mg/L;ρ（NH4+-N）=20 mg/L;ρ（TP）=4 mg/L的进水条件下,考察了三种微生物载体对MBBR工艺的启动性能、COD去除效果、总氮总磷去除效果的不同影响;运用16S r DNA基因测序技术,对三种微生物载体上的生物膜样品进行测序,比较各自微生物群落的特点;运用宏基因测序技术对生物膜样品进行测序,分析其功能基因的丰度情况,并对氮元素的微生物代谢过程进行研究。定期检测三组装置的出水情况,发现MBBR对于生活污水中的一般有机物的有着较好的去除性能,进行实验的三组MBBR装置的出水COD指标低于《地表水环境质量标准》中IV类水的要求。氮去除方面,PPC-MBBR、PU-MBBR、PP-MBBR的氨氮去除率分别为:69.32%、71.24%、62.55%,PU-MBBR虽然去除氨氮的效果最好,但是其反硝化效果并不理想,因而总氮去除效果并不好,综合氨氮、硝态氮情况来看,PPC-MBBR具有三组装置中最好的氮去除效果。总磷去除方面,本试验中,三组MBBR装置都没有达到令人满意的去除率,出水总磷平均浓度均高于1mg/L,只满足了《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B的标准。原因是大量游离的硝酸盐氮对聚磷菌起到了抑制作用。对三种微生物载体的生物膜样品进行16S r DNA测序,发现PU载体具有最高的微生物丰富度。在属分类层面,微生物群落结构区别较为明显,PPC-MBBR中出现了较高丰度的Denitratisoma菌属和Nitrospira菌属,这可能是PPC-MBBR在三组装置中拥有最稳定的脱氮能力的原因。PU-MBBR中出现了较高丰度的Sphaerotilus菌属,这可能与PU载体氧传质效率较高且原水中较高的Fe2+浓度有关,此外,PU-MBBR中还检出了较高丰度的Haliscomenobacter菌属,说明在环境温度较低时,PU-MBBR出现了丝状菌膨胀的现象。PP-MBBR中较高丰度的菌群都不具备明显的硝化/反硝化能力,且在PPC-MBBR中大量存在的Denitratisoma菌属,在PP-MBBR中的相对丰度较低（0.18%）,因而导致了PP-MBBR装置的脱氮效果较差。除此以外,一些与脱氮相关的重要菌属,如Thauera菌属等,在本试验的三组装置中都只检出了较低的相对丰度,这些现象导致了本试验三组装置的总氮去除没有达到更好的水平。宏基因方面,KEGG注释结果表明,从PPC、PU、PP载体中分别得到了687509种、815894种、802857种功能基因,并从中注释到666种与氮代谢相关的功能基因,分别占PPC-MBBR、PU-MBBR、PP-MBBR功能基因总数的0.097%、0.082%、0.083%。根据氮代谢通路图对脱氮相关过程的功能基因进行丰度统计时发现,在几种脱氮途径中,参与反硝化过程的基因含量最多,参与硝化过程的功能基因含量排第二,这些现象说明硝化作用及反硝化作用在本试验的三组试验装置的脱氮过程中占主导地位,对该过程的各功能基因进行分析,发现Amo CAB与Hao基因含量较少,其在氮循环中的主要作用为将NH4+-N转化为羟胺与亚硝酸盐氮,这一现象也导致了氨氮的转化成为整个脱氮过程的限速步骤,也是本试验没有达到更高的总氮去除率的原因。