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随着纳米科技的迅速发展，纳米ZnO被广泛的应用于众多领域。与此同时，在其进入环境之后的潜在风险和对人体健康的危害问题也得到高度的关注。然而通过各种途径排放到污水管道系统中的纳米ZnO最终都会进入到市政污水处理厂，因此这必然会对污水生物处理系统造成严重的冲击。本文主要研究了不同浓度的纳米ZnO在活性污泥系统内的短期和长期暴露对污水生物脱氮除磷效能的影响，为建立健全纳米氧化物的排放限额提供必要的参考。通过分别向脱氮系统和除磷系统中投加浓度为1mg/L、5mg/L和25mg/L的纳米ZnO，考察了其对生物处理效能的短期（24h）影响和长期（30d）影响。在长期影响方面，考察了不同浓度纳米ZnO对脱氮系统和除磷系统内活性污泥胞外聚合物（Extracellular polymeric substance, EPS）成分及含量的影响，分析了系统内生物量和菌群形貌发生的变化，并结合活性污泥吸附的ZnO纳米颗粒和出水中Zn2+含量的测定结果，来探究纳米ZnO对脱氮菌和聚磷菌的可能的抑菌机制；在短期影响方面，研究不同浓度的纳米ZnO作用下，脱氮除磷系统的处理效能变化及与聚磷菌代谢密切相关的PHA和糖原的转化关系。对于脱氮系统，短期内纳米ZnO的加入对氨氮、亚硝态氮和硝态氮周期含量变化产生不同程度的抑制作用，其中对反硝化过程的影响最为明显。在纳米ZnO长期影响下，投加浓度为5mg/L和25mg/L系统的氨氮去除率在前几天迅速降至74.5%和32.2%，但随后即逐渐恢复，分析可能是微生物做出自我调整的原因。在除磷系统内，投加25mg/L纳米ZnO运行24h后，系统对磷的去除率即下降到了9.3%，这说明纳米ZnO的投加能在短时间内对聚磷菌对磷的吸收产生明显影响。同时，通过对纳米ZnO影响下的磷酸盐去除进行长期观测，发现其除磷系统对纳米ZnO的耐受能力弱于脱氮系统，系统内磷酸盐的去除呈现不同程度降低之后微生物并不能及时做出自我调整使系统处理效能恢复到稳定水平。在对脱氮系统和除磷系统内EPS成分和含量变化的分析中发现，1mg/L纳米ZnO促进了EPS中蛋白质和多糖含量的增加，而高浓度纳米ZnO的作用则使蛋白质和多糖都呈现出先升高后降低的趋势。对比两系统内EPS含量发现，脱氮系统内蛋白质和多糖含量普遍高于除磷系统，说明脱氮系统对纳米ZnO的毒性冲击具有更好的抵御能力，这也与脱氮系统宏观处理效能优于除磷系统的试验结果相一致。短期内高浓度（25mg/L）的纳米ZnO对除磷系统中聚磷菌胞内聚合物的作用表现为，对PHA分解过程的影响大于合成过程，而糖原在周期内变化幅度呈现明显增大的趋势。1mg/L纳米ZnO长期作用下，两系统内生物量都出现不同程度的增加。而当纳米ZnO浓度增加到5mg/L时，生物量有所下降，当浓度增加到25mg/L，生物量下降趋势更为明显。经过SEM和TEM分析发现，高浓度纳米ZnO使菌群表面沟壑增加，细胞形状多变的不规则，且出现大量死亡，能谱检测有大量Zn在菌体表面富集。