丝状菌是活性污泥系统中常见的微生物，由丝状菌大量生长引发的污泥膨胀一直是困扰污水处理厂的问题之一。在好氧颗粒污泥系统中，虽然好氧颗粒具有很好的致密性，但仍会出现由丝状菌引起的颗粒污泥膨胀。而目前控制污泥膨胀的方法主要是抑制丝状菌的生长。但事实上，有些丝状菌特别是真菌的存在对于污水中污染物的去除是有益的。据此，课题组前期对丝状菌的颗粒化进行了研究，其基本思路是从丝状菌的自身结构出发，以期通过颗粒化技术使得丝状菌互相缠绕致密生长，形成密实易于沉降分离的颗粒污泥，以达到控制丝状菌污泥膨胀的目的。本研究则是在课题组前期研究的基础上，考察了丝状菌的颗粒化过程，对颗粒化过程菌种变化、不同类型颗粒的空间结构及强度进行了系统分析。本研究的内容包括：观察分析了丝状菌颗粒污泥的形成过程及丝状菌的缠绕特性与演替规律。从粒径、密度、沉速、基质交换和孔隙率等方面对比分析了黑色颗粒、白色颗粒与普通好氧颗粒污泥（黄色）的异同，并对比分析了三种颗粒对污染物的处理能力。同时分别对黑色、白色和黄色三种颗粒污泥的不同粒径范围的颗粒进行了超声破碎，从施加的能量、破碎次数及剥落物的观测研究推测三种颗粒污泥的强度和形成过程机理。深入分析了活性污泥系统中不同形态污泥之间的演替与内在联系。结合对丝状菌颗粒化研究现状，探讨了强化条件下的丝状菌颗粒化并分析了无法长期致密生长的原因。最后论证了通过颗粒化技术改变丝状菌发散式生长模式使其自我缠绕致密生长的可行性，为丝状菌污泥膨胀控制提供了一种新思路。本研究主要成果如下：（1）丝状菌对于聚集体的形态有一定的选择性，而且易于被改造的丝状菌结构与丝状菌的类型也有一定的关系；另外剪切力及丝状菌网眼的尺寸在丝状菌污泥颗粒化过程中亦具有重要意义。本研究还建立了丝状菌菌种与聚集度的关系图，为丝状菌污泥膨胀控制或丝状菌颗粒化，在微生物菌种选择条件方面提供了重要的参考价值。（2）黑色和白色丝状菌颗粒污泥相比普通好氧颗粒污泥有较好的COD去除能力，达到了70%左右；并且黑色和白色颗粒污泥对硝酸盐的去除达到了100%，说明其反硝化效果要远远优于普通好氧颗粒污泥。但丝状菌颗粒污泥对氨氮的去除能力较差。（3）颗粒超声破碎研究表明：当颗粒粒径大于4mm时，黑色颗粒是由丝状菌和非丝状菌成层交替生长，而小于4mm的颗粒则几乎全部由丝状菌组成；普通的颗粒污泥则由丝状菌和絮体污泥按一定比例交替形成；与黑色颗粒相反的是，白色颗粒粒径越大需要破碎的次数越多，而粒径越小需要的破碎次数越少，而且白色颗粒几乎每一次破碎都可以观察到丝状菌的存在，由此推断，白色颗粒是由交错生长的丝状菌通过其孔眼捕获颗粒或絮体污泥，逐渐形成沉淀性能较高颗粒。