活性污泥中微生物作为污水中污染物降解的主要承担者,其数量和质量是污水处理厂的设计、调试和运行过程中极为重要的运行参数。准确量化活性污泥中的生物量,对于指导污水厂的日常运行操作、保持较高的处理效率同时降低运行成本均有很大的现实意义。本论文首先优化了活性污泥前处理过程中影响脂多糖(LPS)产率的因素,采用液质联用仪对二盐酸化-4,5-甲二氧基-1,2-对苯二胺(MDB)荧光标记法的衍生产物进行了分析,比较了MDB荧光标记法和鲎试剂法测定活性污泥中脂多糖的精确度和灵敏度。其次,以碳、氮、磷营养缺乏条件下的SBR活性污泥系统为对象,考察了废水处理效能以及活性污泥微生物活性的变化情况,比较了LPS与MLVSS在指示活性污泥活性生物量的差异和影响生物量指标准确性的因素,同时研究了不同营养缺乏条件下SBR反应器活性污泥中聚羟基脂肪酸酯(PHA)含量的变化以及活性污泥微生物群落结构的变化。主要研究结论如下：(1)样品前处理过程影响脂多糖产率的的三个因素中,影响的主次关系依次为：破碎时间>酸化时间>衍生时间,确定正交优化条件的最佳组合是破碎时间0 min,酸化时间60 min,衍生时间180 min。各因素方差分析表明,破碎时间因素对脂多糖产率的影响具有显著性(p<0.05)。(2)通过液相色谱质谱联用技术,确定了MDB荧光标记法衍生产物(分子式为C15H18N2O8,分子量为354.29)在高效液相色谱中所对应的保留时间为4.10min。比较MDB荧光标记法与鲎试剂法的研亢结果表明：MDB荧光标记法精密度较高,对供试品(活性污泥)和对照品的峰面积相对标准偏差分别为0.45%、3.91%,平均加标回收率和组间相对标准偏差分别为81.0%、4.34%。鲎试剂终点显色法具有较高的灵敏度,检出限为0.0003μg/L,其精密度较低,对供试品和对照品的吸光度相对标准偏差分别为30.7%和13.9%。MDB荧光标记法适合检测活性污泥中LPS。(3)营养缺乏条件下R1、R2和R3的废水处理效能和活性污泥微生物活性在不同时间均出现了下降,LPS和MLVSS在指示生物量的变化过程中出现了不一致的变化趋势。生物量指标与反应器废水处理效能以及活性污泥微生物活性的皮尔逊相关性分析显示,LPS与COD去除率、氨氮去除率、呼吸速率、ATP浓度均呈现极显著正相关关系(p<0.01)。所有指标的相关系数大小方面,LPS>MLVSS。可知在营养缺乏条件下,从能够反映反应器的废水处理效能和活性污泥微生物活性角度来看,LPS指示活性污泥生物量的准确性高。(4)碳元素缺乏条件下活性污泥中PHA含量有所降低,相对含量由1.97%下降至1.06%。氮元素缺乏条件下活性污泥中累积了大量PHA,相对含量分别由1.44%上升至45.8%。磷元素缺乏条件下活性污泥中PHA发生了小幅度的累积,相对含量由1.42%上升至6.85%。饥饿条件下活性污泥中PHA的累积可能是造成LPS指示活性污泥生物量准确性高于MLVSS的原因。(5)由活性污泥超薄切片的投射电镜图可以看出,营养正常条件下活性污泥的菌胶团结构紧密,体现出了丰富的微生物组成。营养缺乏条件下,活性污泥菌胶团的数量变少且结构变得松散。在氮、磷元素缺乏条件下,微生物的细胞内出现了大量的大小和形状不均一的白色PHA颗粒物。(6)碳元素缺乏条件下,Dechloromonas、硝化螺菌属和噬甲基菌属等细菌的相对含量出现了上升。氮元素缺乏条件下,自生固氮菌属的相对含量出现了上升,表明活性污泥拥有利用氮气作为氮源的能力。磷元素缺乏条件下,动胶菌属、硝化螺菌属等细菌的相对含量出现了下降。同时,在所研究的所有污泥样本中,含有LPS结构的细菌的平均相对含量为80.98%。表明脂多糖指示活性污泥生物量量具可行性。