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水是万物的本源,是人类赖以生存的宝贵自然资源。随工业化及城市化进程的发展,水污染问题日趋严重,成为亟需解决的世界性难题,废水处理技术也应运而生。其中,生物膜技术由于其无需污泥回流、抗负荷能力强、运行管理方便等优点广泛应用于污水处理领域。本文采用新型生物膜技术Atmosphere-Exposed Biofilm对人工模拟废水进行了处理。试验以有机容积负荷与滤料填充高度为变量,调查分析了不同有机容积负荷条件下系统COD、TN、TP等的处理特性；同时,利用PCR-DGGE技术考察了不同有机容积负荷条件下,系统内微生物群落结构及微生物群落演化规律,从微生物学角度解析了有机容积负荷对Atmosphere-Exposed Biofilm系统的影响机理。其具体研究结果如下：1)在0.08-0.33 kg COD/m3/d有机容积负荷范围内,不受填充高度影响,Atmosphere-Exposed Biofilm系统COD、TN出水浓度均满足了《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B标准,TP在0.08-0.17 kg COD/m3/d有机容积负荷范围内,满足了一级B标准。2)在0.08-0.42 kg COD/m3/d有机容积负荷范围内,Atmosphere-Exposed Biofilm系统COD、TN、TP去除速率随负荷的增加而增加,就有机容积负荷对去除速率的影响而言,填充高度越高,COD、TN去除速率受负荷的影响越大,而TP与之相反。此外,COD、TN、TP去除速率与有机容积负荷具有较好的相关性。3)在整个运行过程中,Atmosphere-Exposed Biofilm系统运行前后Shannon-Wiener指数,菌群相似性等均有较大变化。就Shannon-Wiener指数而言,大部分样品运行后的Shannon-Wiener指数小于运行前,而反应器运行前后微生物菌群相似性也均小于50%。4)随Atmosphere-Exposed Biofilm系统运行微生物菌群演替显著,在系统中占优势地位的微生物菌群有Frateuria terrea、Myoschiston duplicatum、 Thermomonas fusca、Leifsonia xyli subsp. xyli str等。随滤料填充高度系统微生物菌群结构也有较大改变,Frateuria terrea、Thermomonas fusca、Leifsonia xyli subsp. xyli str.在不同滤料填充高度上均占优势地位,Thermincola carboxydiphila、 Sphingopyxis ummariensis在低填充高度,Myoschiston duplicatum、 Geothrix fermentans在高填充高度上的优势地位显著。