如何快速富集硝化菌形成好氧硝化颗粒污泥并提高其稳定性是目前研究的一个难点，众多研究表明可以通过逐步提高进水氨氮浓度的方法以富集硝化菌来提高颗粒的稳定性。但该方法所需时间较长，且培养成熟的颗粒粒径较小（1.2mm左右），总氮去除效果难令人满意，另外，人为破碎后的颗粒回流至反应器后对系统运行的影响也鲜有报道。针对这些问题，本课题围绕以下三部分内容进行。第一部分为好氧硝化颗粒污泥快速培养的研究。采用三个完全相同的SBR反应器，分别为R1、R2、R3。R1和R2分别采用进水氮负荷交替变化和进水碳氮负荷同步交替变化这两种新的培养方式，R3采用传统的逐步提高氮负荷法。结果表明，R1和R2明显缩短了培养时间，70d左右成功培养出完全意义上的硝化颗粒（硝化菌的活性超过异养菌的活性），而R3需147d。采用进水碳氮负荷同步交替变化法快速培养出的颗粒外形更规则、硝化菌活性更高、脱氮性能更优，稳定运行时氨氮和总氮去除率分别为95%和70%左右，在理化性状和脱氮性能上明显优于其他两种。第二部分探讨了基质种类和运行周期对颗粒污泥系统的影响。考察了改用葡萄糖代替乙酸钠做碳源和运行周期缩短为4h后对系统的影响。结果显示：稳态的好氧硝化颗粒的生长几乎不受碳源变化的影响，而运行周期的缩短有利于好氧硝化颗粒的生长，在50d的运行过程中，其平均粒径由1.7mm增长至2.3mm；稳态的好氧硝化颗粒系统对COD的去除几乎不受碳源变化的影响，虽然运行周期的缩短影响了系统对氨氮的去除从而阻碍了反硝化的进程，但随着颗粒粒径逐步增大至2.3mm左右，总氮去除效率明显得到改善，在60%～70%之间。第三部分是关于人为破碎后的好氧硝化颗粒对系统运行稳定性的影响。主要考察了破碎后的颗粒回流至反应器后对系统运行的影响。结果表明：系统平均粒径和污泥浓度均有所下降，稳定运行5d后，颗粒粒径恢复至2.0～2.1mm之间，15d后，MLSS恢复至5000mg/L左右。虽然初期对有机物的去除和系统的硝化反硝化效果会产生不利影响，但经过5d左右运行均可得到恢复。