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活性污泥的颗粒化是一个复杂的物理、化学、生物过程，它是指在好氧条件下通过对活性污泥的定向培养使颗粒污泥逐渐取代絮体污泥成为污泥主要形态的过程。高度颗粒化的活性污泥具有较高的生物量浓度、密实的结构、良好的沉降性能，是一种新兴的、有广泛应用前景的废水生物处理技术。因此，如何在废水生物处理反应器中实现活性污泥快速、稳定的颗粒化，是近年来废水生物处理领域的一个新方向。本研究利用人工合成废水在序批式反应器（SBR）中培养好氧颗粒，70天时污泥平均粒径增大至0.86mm，形成以颗粒污泥为主、兼有少量絮体污泥的稳定体系。利用反应器培养出的颗粒与絮体污泥进行竞争生长实验，发现在没有沉降筛选作用时，颗粒污泥底物降解和生物量生长能力都弱于絮体污泥，竞争处于劣势。利用培养出的颗粒污泥在搅拌和强酸下进行强化解体实验，颗粒污泥在120rpm转速搅拌下经15h完成解体，平均粒径从1230μm降至320μm，在强酸下解体的实验结果类似，但解体时间为110h。发现的解体原因来自外部作用力的剪切导致颗粒破裂而解体，以及自身活性降低导致内部结构失稳而解体；颗粒污泥的解体过程可以分为对数期、平缓期、二次对数期和稳定期。通过对颗粒污泥沉降过程的实验研究，发现随着反应器沉降高度的提高，颗粒的个数、比重和MLSS都有明显增加。反应器下层的颗粒圆形度高于上层颗粒，而复杂度则小于上层颗粒，即下层颗粒形状更规则。根据颗粒污泥生长及沉降机理，建立颗粒污泥生长及沉降选择的数学模型，进行模型敏感性分析并对主要参数进行估计，得到反应器沉降时间为110s，沉降高度为40cm，有机负荷控制在8kg COD/m3d，最大比生长率为0.22h-1，沉降时间为110s，反应器运转300周期时可以实现较稳定的颗粒化，最终活性污泥的平均粒径达到1.32mm。模拟结果与实验以及文献报道的颗粒培养情况相符，为人工调控颗粒特性、实现污泥颗粒化提供了指导。