同步硝化反硝化工艺（Simultaneous nitrification and denitrification，简称SND）是新型的生物脱氮工艺，具有节省碳源、对氧的消耗量低、流程简单、脱氮效率高等优点。但由于SND工艺的运行条件苛刻，使得体系内硝化菌和反硝化菌均处于一种“胁迫”状态，大大增加了N₂O释放的可能性。本研究采用自制序批式气升环流反应器，利用选择压法建立了同步硝化反硝化（simultaneousnitrification and denitrification，SND）生物脱氮体系，探索污泥聚集状态对SND脱氮过程中N₂O释放特征的影响。首先通过对SND体系中污泥聚集体按粒径进行分级，考察了不同聚集状态的污泥的SND脱氮特性和N₂O释放规律，确定了污泥聚集状态的不同是造成其N₂O释放差异的主要原因。并采用关键酶酶促反应速率法评估了不同聚集状态污泥的硝化/反硝化活性，在相关理论分析的基础上，进行了污泥聚集状态的优化选择。实验结果表明，当污泥聚集体处于粒径和致密程度适中的状态时，既能获得较高的硝化/反硝化活性，从而保持较高的SND效率（≥70%），又能实现N₂O的减量化释放。与对照相比，能实现N₂O释放的减量化程度达到32.55%。其次，为了探究污泥聚集状态对SND体系的脱氮特性和N₂O释放特征的影响机理，分别采用葡萄糖和淀粉作为单一碳源来构建SND体系，并利用多项理化指标对污泥聚集体的结构进行检测和分析。实验结果表明，葡萄糖和淀粉均能作为单一碳源能培养出好氧颗粒污泥，但两种好氧颗粒污泥的外形和结构存在差异。采用葡萄糖为碳源时，污泥聚集体呈球形，虽然粒径较小，但结构密致、沉降性能较好。采用淀粉为碳源时，污泥聚集体表面有大量丝状菌生长，导致其外形呈放射状，污泥聚集体粒径较大，但结构密致程度较低、沉降性能较差、EPS含量较高。对两种污泥聚集体的理化指标进行综合分析，将SND体系污泥聚集状态界定为四个状态。最后，分别对两种碳源构建的SND体系中不同污泥聚集状态的脱氮性能和N₂O释放特征进行考察。实验结果表明，不同碳源会对污泥聚集体结构产生影响，从而导致其脱氮特性和N₂O释放特征产生差异。采用葡萄糖为碳源建立SND体系时，SND主要中间产物为硝态氮，脱氮效果较好、N₂O释放量更小，并能在长期运行中维持较好的运行效果；而采用淀粉为碳源时，SND主要中间产物为亚硝氮，脱氮效果较差、N₂O释放量较大，在运行后期出现明显的污泥膨胀导致反应器运行效率严重下降。虽然两个反应器的脱氮特征和N₂O释放特性存在差异，但通过进一步分析可以发现两类污泥聚集体在生长过程中均存在最优聚集状态，能同时实现高效脱氮和N₂O减量化的双重目标。采用葡萄糖为碳源时，这种最优聚集状态出现在阶段三（平均粒径为350⁴00μm，平均比重为1.17¹.18），此时体系中氨氮去除率达100%，总氮去除率能维持在75%以上，SND效率达70%以上，而N₂O释放量在6¹0mgN水平。采用淀粉为碳源时，当体系内污泥聚集体平均粒径为450⁵00μm、平均比重为1.04¹.05时，脱氮效果最好，氨氮去除率达100%，总氮去除率达55%以上，SND效率达60%以上，N₂O释放量在24³0mgN水平。