水污染是我国重要的环境问题,污染源既有高污染的废水,也有面源污水、水产养殖废水等低污染的污水。已经受到污染的富营养化水体的水质也符合低污染水的特征。在水污染治理中,低污染水由于水量大,对天然水体的影响大,因此低污染水的治理日益受到重视,但针对高污染废水的处理技术对低污染水处理适应性不强,而当前广泛使用的自然生物处理技术则占地大、稳定性较低。本文针对小型低污染水处理需求,为建立稳定高效的微生物处理技术,开展了微生物负载填料及其应用工艺研究,本课题主要实验结果如下:（1）研发了适用于低污染水微生物处理的营养填料。经过碳源筛选、营养配方筛选、填料结构筛选等过程,研发出一种营养填料。采用乙酸钠作为微生物碳源,磷酸二氢钾作为微生物磷源,碳磷比为32。经测试,营养填料的碳磷静态释放效率分别为0.58 mg/（L.h）和4.54 μg/（L.h）;稳定状态下氨化和反硝化挂膜生物量分别为10.98 mg/g和7.06mg/g,分别比陶粒填料提高了 110.7%和175.8%;在静态处理实验中的氨化速率可以达到4.527×10-6mol/h,反硝化（脱氮）速率可达2.45×10-6 mol/h,分别比陶粒填料提高了 1 89.7%和181.7%。（2）通过模拟实验优化了微生物处理技术工艺参数。在6 h的动态运行过程中,营养填料组的氨化速率、硝化速率、反硝化（脱氮）速率分别达到了 3.36×10-6mol/h、3.68×10-6 mol/h 和1.98×10-6 mol/h,分别比陶粒填料高 98.8%、50.2%和 127.6%。对总氮、总磷、有机物和总悬浮物的去除率也分别达到了 56.8%、65.5%、61.7%和67.3%,分别比陶粒填料高64.6%、37.9%、35.0%和56.9%。（3）研究了营养填料生物膜的微生物群落特征。通过对生物膜DNA样品的高通量测序及数据分析,发现营养填料负载的生物膜在属水平上的优势类群主要为拟杆菌纲（Bacteroidetes）、互营菌科（Smithella）、鬃毛甲烷菌属（Methanosaeta）、腐螺旋菌科（Saprospiraceae）等;陶粒填料生物膜中最主要的优势种属（在各样品中占比大于5%）包括浮游球衣菌属（Sphaerotilus）、丛毛单胞菌科（Comamonadaceae）、动胶菌属（Zoogloea）、黄杆菌属（Flavobacterium）和噬菌弧菌属（Bacteriovorax）等。营养填料生物膜的生物量、物种数、生物多样性以及脱氮功能菌数量均显著高于陶粒填料。综上所述,本论文针对低污染水微生物处理的研究结果,为建立高效稳定的低污染水原位生物处理技术提供了基础。