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水体中氮素含量过高会危害生态环境和人体健康,厌氧氨氧化反应（anaerobic ammonium oxidation,Anammox）因无需外加碳源、动力消耗低和剩余污泥量少对处理高浓度氨氮和低碳氮比的污水来说更加经济高效和环境友好。参与反应的厌氧氨氧化菌（anaerobic ammonium-oxidizing bacteria,An AOB）倍增时间长,对生存环境要求苛刻,常采用填料进行富集,已有大量关于填料材质和尺寸差异对An AOB富集和Anammox反应效果的研究,但涉及的生物膜构建机制尚不明确。本文选取五种填料,以其在六个采样时间下的生物膜为研究对象,从群落构建机制角度分析不同材质和尺寸填料上Anammox功能生物膜富集效果的差异。主要结论如下:（1）分析微生物群落结构演替过程发现,填料材质和尺寸差异主要影响生物膜微生物量的累积。边长1 cm立方体改性海绵对Anammox功能生物膜的富集效果最好,其次是边长1.5 cm立方体改性海绵,接着是纤维球,然后是无纺布,聚氨酯海绵上Anammox功能微生物群落的附着生长能力最差。其中,改性海绵A上An AOB的平均最大生物量达到1.22×1012 copies/cm3,分别是改性海绵B、纤维球、无纺布和聚氨酯海绵相应值的2.4、5.4、9.9和34.9倍。（2）通过零模型检验发现,外界环境条件稳定且底物浓度充足时,随机过程主导填料上生物膜构建,当温度降低到An AOB最适生长温度以下时,确定过程成为生物膜构建的主导机制。环境因子与微生物群落的CCA相关性分析表明,温度、NO2--N浓度和NO3--N浓度比p H和NH4+-N浓度对生物膜演替的影响更强,面对同一温度降低的冲击,边长1 cm立方体改性海绵上微生物群落维持结构稳定的能力最强,其次是边长1.5 cm立方体改性海绵,接着是纤维球,然后是无纺布,聚氨酯海绵上微生物群落对抗温度降低冲击的能力最弱。（3）填料官能团吸收强度和填料特性与微生物量的CCA相关性分析表明,NH和OH分别是聚酯类填料（纤维球和无纺布）和聚氨酯海绵类填料（聚氨酯海绵和改性海绵）影响生物量的主要官能团。边长1 cm立方体改性海绵的官能团对生物量的影响最强,其次是边长1.5 cm立方体改性海绵,接着是无纺布,然后是纤维球,聚氨酯海绵上生物量受官能团影响最弱,影响程度均不显著（P>0.05）。接触角是生物膜演替过程中影响生物量的主要因素（P<0.01）,随着微生物的附着生长,比表面积对生物量的影响减弱,密度最终成为影响生物量的主要因素（P<0.01）。对于An AOB,Candidatus Brocadia的附着生长主要受填料接触角和密度的影响（P<0.01）,Candidatus Kuenenia的附着生长主要受NH和填料密度的影响（P<0.01）,Candidatus Jettenia与填料表面官能团和填料特性均不具有显著相关性（P>0.05）。（4）生物膜演替过程中填料上微生物群落的分子生态网络表明,在生物膜构建初期,对生物膜结构有重要影响的微生物种间关系主要发生在OTU999（Methanobacterium）、OTU750（Truepera）、OTU577（Truepera）、OTU954（Patescibacteria门,WWE3纲）和OTU4242（Nitrosomonas）之间,进行厌氧消化、反硝化和硝化反应,关系最复杂微生物OTU954,及OTU750和OTU577分别只出现在纤维球和聚氨酯海绵类填料上;温度降低会改变对群落结构有重要影响的微生物,但仍以厌氧消化和反硝化功能微生物为主;生物膜成熟稳定时期,对生物膜结构有重要影响的微生物种间关系主要发生在OTU406（Candidatus Brocadia）、OTU1316（Limnobacter）和OTU3851（Bacteroidetes＿bacterium＿OLB10）之间,进行Anammox和有机物降解反应,关系最复杂微生物OTU1316主要出现在无纺布上。