好氧颗粒污泥技术与目前传统活性污泥水处理技术相比,具有结构致密、沉降性能好、耐毒性和抗冲击负荷强、占地面积小等优点,最重要的是该技术从根本上可以解决了传统活性污泥技术占地面积大的缺陷。然而,好氧颗粒培养启动慢,运行稳定性较差,目前国内外学者虽已掌握影响颗粒污泥形成的主要因素,但是对于颗粒污泥形成机理尚不能形成统一,主流的“阶段形成”机理假说也缺乏相关直接证据。研究者发现了颗粒污泥培养过程中粒径增长速度存在明显的由缓慢到加速的转折阶段,此阶段被称之为颗粒化初始触发阶段。这一阶段的污泥平均粒径较之前无明显变化,但完成了从絮体到污泥的转化。此阶段不仅关系到后期颗粒化的速度,对于颗粒培养的成功与否也至关重要,但是目前对这一阶段知之甚少。宏观手段多凭经验判断,传统微观观察多处于静态观察,失去了观测对象的统一性以及观测过程的实时连续性,现有常规手段对这一阶段的研究束手无策。本文将利用微流控芯片,针对活性污泥颗粒化过程初始触发阶段,建立适合菌群污泥生长的监测系统,做到实时、原位、连续的监测颗粒化过程中污泥的生长状况,重点探究颗粒化初始触发阶段的污泥在芯片通道中的生长状况,尝试找到颗粒化初始触发点和絮体到颗粒的转化关键识别点,并借此预测颗粒化初始触发和颗粒化进程加速的时间节点,为探究好氧颗粒污泥的形成机理提供全新观测方法,得到研究成果如下:（1）分析了现有微观观测方法的局限性以及微流控技术在活性污泥生长过程中进行介观连续原位监测的可行性。设计满足实验要求的微流控芯片通道结构,分别采取整体3D打印微流控芯片、光刻法制备微流控芯片以及3D打印阳模注塑法三种方案制备微流控芯片。微观下对比三种微流控芯片的优劣,最终将光刻法制备的微流控芯片作为污泥絮体生长的微反应器并成为监测核心,将其与其他装置结合搭建出可以实时、原位、连续的监测系统。（2）在SBR反应器（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）培养好氧颗粒污泥的同时,将反应器中的污泥通入微流控芯片,利用搭建好的监测系统对通道内污泥的生长进行实时、原位、连续的监测。结果显示,处于颗粒化过程不同阶段的污泥在芯片通道中的生长情况有较大差异,处于颗粒化初始触发阶段的污泥在生长过程中会分泌大量粘稠物。此阶段反应器中污泥粒径由缓慢增长转变为加速增长,Zeta电位值也从下降趋势切换至上升趋势,胞外聚合物（EPS,Extracellular Polymeric Substances）的含量较之前也突然有较大提高。通过对粘稠物分泌过程的观察以及激光共聚焦（CLSM,Confocal Laser Scanning Microscope）原位荧光染色,确定粘稠物质为EPS,至此推测处于颗粒化初始触发阶段的活性污泥会大量分泌EPS,如果污泥在微流控芯片内生长突发分泌大量EPS,那么该阶段的污泥系统即处于颗粒化初始触发阶段,好氧颗粒污泥颗粒化进程即将进入加速阶段。（3）第9天芯片中的污泥被监测到突发分泌大量EPS,成功预测反应器污泥系统进入颗粒化初始触发阶段。第10天后,反应器污泥EPS含量出现一定的增长,污泥粒径由缓慢增长突变为加速增长,Zeta电位值逐渐变大。证实了不同于其他阶段的污泥,处于颗粒化初始触发阶段的污泥在芯片通道生长过程中会分泌大量的EPS,并且相比于其他阶段污泥对不同浓度COD进水更敏感。