分别采用相同氨氮与亚硝酸盐浓度的自配进水在不同的运行模式下驯化富集具有不同生长策略的硝化生物膜菌群,通过宏基因组技术等手段,从硝化菌群、功能基因、群感效应及种间关系等角度进一步研究不同运行模式下不同生长策略的硝化生物膜的特性,为深入解析硝化菌生长策略的形成与生物膜中存在的群感效应系统,进一步提高脱氮效率提供理论基础。自配进水组成:67 mg/L CaCl₂,22 mg/L MgSO₄,500 mg/L KHCO₃,500 mg/L NaHCO₃和10 mg/L的酵母浸膏,0.4 mL/L微量元素,NOB生物膜反应器进水氮源为50 mg/L NaNO₂,全程硝化生物膜反应器的进水氮源为50 mg/L NH₄Cl。条件控制:运行两组共四个反应器,一组为NOB为主的生物膜反应器,另一组为全程硝化生物膜反应器,每组反应器均采用序批式（SBR）与连续流进水（CFR）两种运行模式,NOB为主的生物膜反应器有效容积均为2L,全程硝化生物膜反应器有效容积均为3.8L。水浴加热控制反应温度保持在25±2℃。稳定阶段水力停留时间为6h,每天运行四个周期。稳定阶段反应器的氨氧化与亚硝酸盐氧化率均可以达到99%以上。SBR运行模式驯化出的菌属为r型,CFR运行模式驯化出的菌属为K型。NOB生物膜反应器中r/K型硝化菌的动力学参数为:K_r=224.73μΜ,K_K=76.23μΜ。对两组反应器硝化菌进行16s rRNA与宏基因组测定,r型与K型亚硝酸盐氧化菌的主要菌属均为Nitrospira。全程硝化生物膜反应器中r/K型硝化菌的动力学参数为:氨氧化菌K_K=286.58μM,K_r=298.37μM;亚硝酸盐氧化菌K_K=181.19μM,K_r=456.86μM。全程硝化生物膜中主要的氨氧化菌属为Nitrosomonas,主要的亚硝酸盐氧化菌属为Nitrospira。试验结果显示,不同生长策略生物膜中NOB的K_m值差别更大,生长策略区别更明显,AOB的K_m值差别较小,菌属不同并不是生长策略产生区别的原因。宏基因组匹配结果显示,Nitrospira与Nitrosomonas是主要的氮代谢与碳代谢的承担者。NOB为主的生物膜反应器中,AHL（N-乙酰-L-高丝氨酸内酯）群感效应主要存在于Nitrospira硝化菌与异养菌之间,Nitrospira是AHL合成与感应基因的主要携带者,群感效应淬灭基因由异养菌携带,是群感效应淬灭作用产生的来源,群感效应淬灭基因中酰化酶基因丰度远高于内脂酶。全程硝化生物膜中,AHL群感效应主要存在于Nitrosospira、Nitrobacter硝化菌与Methyloglobulus等异养菌之间,是AHL合成与感应基因的主要携带着,Nitrosomonas、Nitrospira与异养菌则是AHL群感效应淬灭基因的主要携带者,具有AHL群感效应基因的的菌属也同样带有群感效应淬灭基因,Nitrosomonas与Nitrospira菌属均具有内脂酶与酰化酶基因。群感效应系统是硝化生物膜代谢中主要的代谢形式,在生物膜反应器中检测到了AHL信号分子的存在,AHL群感效应是NOB为主的生物膜反应器与全程硝化生物膜反应器中主要存在的群感效应类型之一,其中酰化酶基因是硝化生物膜中主要的AHL群感效应淬灭基因。硝化生物膜中还存在其它群感效应体系,检测到lepB、PQS、DSF和AI-2等群感效应体系相关基因,这些群感效应体系可能也在生物膜体系中起重要作用。反应器中其它主要菌属（包括部分异养菌、反硝化菌等）中也存在AHL相关合成与感应基因,可以通过AHL信号物质产生群感作用,调节自身,形成完整的生物膜结构。