近期，氨氧化古菌（ammonia-oxidizing archaea，AOA）在各类环境中的发现，打破了人们原来认为氨氧化主要是由氨氧化细菌（ammonia-oxidizing bacteria，AOB）完成的观点。但是在全程自养脱氮（completely autotrophic nitrogen removal over nitrite，CANON）污水处理系统中关于AOA的研究却鲜有提及。利用PCR、克隆、实时荧光定量PCR（quantitative real time PCR，qPCR）等分子生物学技术，对1个小试（lab-scale，L）和1个中试（pilot-scale，P）CANON系统中的生物膜和活性污泥絮体两种形态的污泥进行AOA数量和种属特征的研究。结果表明：①系统L和P中,AOA的amoA基因数量平均值（以dry sludge计）分别为2.42*106copies﹒g-1和6.51*106copies﹒g-1；②AOA的amoA基因丰度随污泥形态不同数量相差很大:L系统中，生物膜AOA amoA丰度约为活性污泥絮体的11.1~15.1倍；P系统中，污泥絮体AOA amoA数量是生物膜中的2.8倍；③多样性方面：P系统的AOA多样性较低，仅出现一个OUT，该OTU属于Nitrosopumilus subcluster 5.2类群；L系统AOA多样性较高，共有8个OTU出现。分别属于Nitrososphaera subcluster 9、subcluster 8.1、subcluster 4.1、subcluster 1.1和Nitrosopumilus subcluster 5.2这5个类群。总之，在同一个CANON系统中，污泥形态不同，AOA的丰度和群落结构相差较大；AOA可能发挥着氨氧化的作用。