在膜生物反应器(MBR)中,随着污泥停留时间(SRT)的延长,反应器中污泥浓度不断升高,这有利于提高系统的容积负荷和反应器对污染物的去除率。但是在水力停留时间(HRT)不变的情况下,随着污泥浓度的升高,活性污泥能含量(F/M)下降,部分微生物会处于营养相对贫乏的环境。当微生物长期处于贫营养条件下时,微生物会加剧自身的内源呼吸,大量死亡,使得种群结构发生变化,并造成膜污染,影响出水水质,对膜生物反应器的正常运行非常不利。而微生物状态决定了内源呼吸的强度和污泥活性等。因此,对贫营养条件下种群结构演替和生物多样性的研究对于维持膜生物反应器的稳定运行具有重要的意义。本课题利用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分子生物学技术和系统发育分析等方法,对贫营养培养过程下膜生物反应器中的微生物的群落结构的演替规律进行研究,并对反应器内的微生物进行分析鉴定,对比不同MBR中优势菌种的差异性及相似性。研究发现,在贫营养环境中,原始污泥微生物群落在几天内发生巨大的变化,在碳源匮乏的条件下,微生物群落受到了冲击,有些菌群经过适应调整逐渐趋于稳定,而有些菌种则无法适应贫营养条件,最终逐渐被淘汰。洗浴水中水回用系统MBR中微生物经过调整最终形成新的优势菌种,组成了特有的种群结构,而工业园区中水MBR中的微生物则逐渐趋于消亡,没有形成新的优势菌种,只是维持了原有的部分菌群。此外,由克隆测序结果可知,洗浴水中水回用系统MBR系统中的优势菌群主要为杆菌(Bacillus)和假单胞菌(Pseudomonas),工业园区中水MBR中的优势菌群主要为不动杆菌属(Acinetobacter)。