我国水体富营养化问题严重,脱氮除磷工艺一直是研究热点。针对我国污水情况,在污水处理中要做到同时脱氮除磷存在碳源不足、曝气能耗高等问题,目前提出的几种脱氮除磷技术,大多是依靠投加外部碳源来促进氮的去除和磷的回收。同步硝化反硝化除磷(SNDPR)工艺能够吸收进水碳源,有效去除废水中的氮(N)和磷(P)。因此,本研究采用模拟城市污水中营养物和碳浓度的合成进水,探究了具有同步脱氮除磷能力的好氧颗粒污泥的培养条件和碳氮比、厌氧好氧时间分配、溶解氧、沉淀时间对同步硝化反硝化除磷的影响。根据实验结果,可以得出以下结论:(1)在SBR反应器中,好氧颗粒污泥的颗粒化与接种污泥、基质组成、有机负荷、曝气量(水力剪切力)、交换比、反应周期和沉淀时间等一系列操作参数有关,通过提高COD浓度,增大曝气量可以迅速培养出颗粒污泥,通过缩短沉淀时间,可以淘洗出沉降性能较差的絮状污泥,维持颗粒污泥浓度和稳定性。(2)具有良好脱氮除磷能力的颗粒污泥污泥指数低至17.46,颗粒污泥为土黄色颗粒且具有一定的光泽,表面光滑,颗粒密实,超过75%的颗粒粒径分布在900-1300μm之间,最大的颗粒已经形成肉眼可见的圆形颗粒,颗粒表面及内部分布大量不同菌种,包括反硝化聚磷菌和硝化反硝化菌,形成了稳定的生态系统。(3)最终培养出的好氧颗粒污泥对COD去除率稳定在95%左右,氨氮处理效率稳定在95%～100%之间,几乎达到了完全去除,对总氮的去除率也达到了 90%左右,实现了磷的完全吸收,表明好氧颗粒污泥已经具有高效的脱氮除磷能力。(4)周期为3h,包括进水10min,厌氧40min,好氧115min,沉降5min,出水10min,曝气量为0.5L/min,在这种运行模式下反应器周期厌氧阶段结束时,PO43--P浓度达到25.62mg/L,反应结束出水磷去除率达到95%以上。在低碳废水中,利用含有的COD不仅释放了含高浓度磷并且不妨碍NOx-N的有效去除,可以实现同步脱氮除磷,并且能耗较低,降低了运行成本。(5)SND的发生是由于活性污泥絮体或颗粒内缺氧和好氧条件的微环境。高浓度的DO会破坏缺氧微环境和好氧微环境之间的平衡。在低DO浓度下,亚硝酸盐和硝酸盐在颗粒污泥中进行反硝化,只有少量亚硝态氮和硝态氮产生,与此同时,聚磷菌和释磷和吸磷作用不受影响,整个过程未出现硝态氮的大量积累。(6)聚磷菌对氧的亲和力比硝化菌高,尽快完成磷的吸收,维持硝化和反硝化速率的一致性可以实现高效的营养物质去除。(7)通过实验分析实现同步硝化反硝化除磷的最优条件,并建立了相应的数学模型,利用MATLAB软件,将实验数据与模型预测数据进行拟合,并获得了预期的结果,利用数学模型模拟有利于减少对实验成本的消耗,验证实验结果的正确性,为颗粒污泥的设计和优化提供可靠的依据。