活性污泥法是目前应用最广泛的城镇生活污水处理技术,其中的微生物菌群结构与污水处理效果密切相关,对活性污泥菌群结构及其动态变化规律与影响因素的解析是学界研究的热点,对重要功能菌群及关键功能基因的研究尤为重要。其中氮循环相关功能微生物作为活性污泥中主要功能菌群之一,是决定污水脱氮处理效果的关键。在深圳市实施水质净化厂提标改造计划中,出水总氮排放要求控制在10 mg/L以下,这对深圳市的污水处理能力提出了更高的要求。然而,目前深圳市污水处理厂活性污泥中的菌群结构及其变化规律与影响因素仍不十分清楚,主要功能菌群如脱氮菌群的结构及相关基因的种类与变化规律尚未深入研究。因此,本研究从深圳市具有不同处理工艺的NS和FT水质净化厂好氧池中采集活性污泥样本,提取总DNA并进行宏基因组高通量测序,结合生物信息学分析手段和水质测定结果揭示活性污泥微生物菌群结构的动态变化特征和主要影响因素。其中NS水质净化厂样本采集时间从2016.07月到2018.08月,FT水质净化厂样本采集时间从2017.09月到2018.08月,每月采集一次,总计38个样本。主要研究内容包括活性污泥微生物群落结构多样性及变化规律分析;活性污泥菌群结构、环境因子以及污水处理效果间的相关性分析;不同测序手段（Illumina和Nanopore高通量测序技术）在解析活性污泥微生物菌群的差异性分析;氮循环功能菌群和相关代谢基因的筛查;以及氮循环基因数据库的构建等。研究结果表明:（1）在活性污泥微生物菌群中,少数持续性物种（如Thauera、Thiomonas、Accumulibacter等）在总菌群物种中丰度占比高,它们对于维持活性污泥系统的稳定性能具有重要意义。（2）水质净化厂活性污泥菌群存在季节性变化和演替现象,环境温度可能是影响微生物群落变化的重要因素。（3）活性污泥微生物菌群结构与环境因子、污水处理效果间存在同步、延迟和超前的相关性,微生物菌群间主要表现为同步相关性,环境因子与微生物菌群间则主要表现为非同步相关性。（4）温度和测序手段对样品在典型功能微生物菌属和氮循环相关基因水平聚类有显著性影响,且测序手段是影响物种在属分类学水平聚类的关键因素之一。本研究对活性污泥微生物群落结构及其动态变化规律与影响因素进行深度挖掘,为提高水质净化厂污水处理能力、实施提标改造计划提供理论指导。未来应利用多种技术手段对活性污泥微生物群落进行更加全面的认识与理解,以最大限度发掘活性污泥微生物组在污水处理领域的生态学与工程学价值。