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微生物作为活性污泥的主体在污水生物处理法中具有至关重要的作用。微生物群落结构的变化决定其功能的变化,进而影响污水的处理效率。研究结果表明,微生物群落结构的多样性越高,废水处理系统的稳定性和处理效率也就越高。因此近几年来,关于活性污泥体系中微生物的结构变化及其功能逐渐成为了环境领域的研究热点。许多研究学者发现,铁能够改变活性污泥中的微生物群落结构,进一步提高活性污泥法的处理效果,其中自养反硝化菌的富集生长更有利于低碳氮比生活污水的处理。但是关于海绵铁对微生物群落结构的影响研究较少,且分析较为片面。在前期实验研究中将海绵铁投加到好氧SBR反应器中,发现反应器中存在明显且稳定的缺氧厌氧区,且海绵铁与微生物相互作用,会产生新的功能菌。因此本实验考虑到,采用不同的海绵铁分散度会形成不同的缺氧厌氧区,表现出不同的处理效果,同时不同的分散度下反应器中的微生物群落结构也会有所不同,功能微生物的相对丰度可能也有较大差异。因此本研究采用模拟配水进水,以普泥体系作为对照,将相同量的海绵铁采用不同的分散度添加到活性污泥体系中,形成间歇式生物海绵铁反应器（BBSIR）,考察海绵铁分散度对BBSIR的处理效果;探究海绵铁分散度不同对BBSIR中混合液及载体内部微生物群落结构的变化,进一步分析属水平上功能菌的变化;最后将BBSIR的处理效果与属水平上优势菌进行相关性分析。研究结果表明,不同海绵铁分散度下功能微生物的种类一致,但相对丰度不同,故而反应体系的处理效果不同。本研究揭示了BBSIR中的脱氮机理,为生物海绵铁强化技术在实际生活污水处理中的应用提供了一定的理论依据。所得的具体结论如下:（1）不同分散度下各个反应器的化学需氧量（COD）平均去除率都在90%以上,氨氮（NH4+-N）平均去除率都在99%以上。各个反应器出水亚氮（NO2--N）浓度均较低,可忽略不计,出水硝氮（NO3--N）和总氮（TN）的变化规律一致,小球（分散度为1.676 cm~2/g）出水NO3--N积累最少,TN去除效果最好,TN平均出水浓度为14.89mg/L,满足一级A标准。（2）不同分散度下混合液中微生物群落结构分析结果表明:BBSIR的小球体系中微生物群落的丰富度和多样性最高。门水平Patescibacteria作为厌氧菌,在BBSIR中具有较高的相对丰度,在大球（分散度为1.117 cm~2/g）、小球和布袋（分散度为3.1 cm~2/g）中相对丰度高达53.2%、49.9%、57.2%。纲水平上,海绵铁的介入促进了Saccharimonadia的繁殖,抑制了Alphaproteobacteria、Bacteroidia和Chloroflexia的生长,BBSIR体系在纲水平上出现了严格的厌氧菌Anaerolineae,在小球中相对丰度最高（4.7%）,有利于同步硝化反硝化的发生。属水平上出现了与铁有关的有机物降解菌（Pseudomonas、Arenimonas、Brevundimonas和Leptothrix）和自养反硝化菌（Thermomonas、Chiayiivirga和Hydrogenophaga）,在海绵铁投加量相同的情况下,分散度越大,铁溶出越多,与铁有关的有机物降解菌及自养反硝化菌相对丰度越高。（3）不同分散度下载体内部微生物群落结构分析结果表明:小球体系载体内部丰富度和多样性最高。门水平上,Bacteroidetes相对丰度降低,Actinobacteria和Firmicutes相对丰度升高,随着分散度的增大,Patescibacteria的相对丰度逐渐降低。纲水平上,载体内部Saccharimonadia、Anaerolineae、Acidimicrobiia、Actinobacteria相对丰度升高,且大球和小球载体内部Anaerolineae相对丰度最高。属水平上,与铁有关的有机物降解菌和硝化菌（Rhodobacter）的相对丰度明显增大。大球、小球和布袋中自养反硝化菌总的相对丰度分别为1.4%、2.15%、1.92%,异养反硝化菌总相对丰度分别为5.93%、2.75%、12.5%。自养反硝化菌丰度高的同时,异养反硝化菌相对丰度降低,小球载体内部的自养反硝化菌相对丰度最高。载体直径越小,分散度越大,好氧反硝化菌相对丰度越高,布袋载体内部好氧反硝化菌相对丰度高达11.9%。同时发现,在载体内部出现了硝酸盐依赖型二价铁氧化菌Acidovorax,说明在BBSIR体系内部发生了硝酸盐依赖型二价铁氧化现象。（4）处理效果与属水平上优势菌相关性分析结果表明,氮素对微生物群落结构影响最大。在优势菌属中,与TN去除成正相关性的菌有Saccharimonadales、Luteimonas、Saccharimonadaceae、OLB8、Ferruginibacter、Psychrobacter、Pelagibacterium、Halomonas、Terrimonas、Pseudomonas、Runella。BBSIR体系的脱氮机理包括海绵铁直接提供电子、消耗反应体系的溶解氧及改变微生物群落结构等方面。