同步硝化反硝化（simultaneous nitrification and denitrification,SND）是指在同一反应体系中完成氨氮及总氮去除的生物脱氮技术。与传统生物脱氮技术相较,具有工艺简单、处理成本低、占地面积小等诸多优点,是一种具有广阔发展前景的生物脱氮工艺。文献调研结果表明,不同聚集状态的污泥,其内部基质传递、微生物分布特性及活性等存在差异,可能直接影响生物脱氮效率,并因污泥聚集程度的差异影响脱氮过程中间产物的积累,加大温室气体N₂O的产生。目前,关于SND生物脱氮方面的研究大多集中于序批式（sequencing batch reactor,SBR）运行模式,而我国城市污水处理厂大都以连续流运行模式为主。因此,研究连续流SND体系中污泥聚集状态变化与脱氮性能及N₂O释放特性对SND工艺的工程化应用具有重要的意义。本研究探讨了不同运行条件下连续流SND体系中污泥聚集体的形成特性及其脱氮性能,以及对N₂O释放的影响。通过反应器水力停留时间HRT及进水COD/N比的调节,研究其对SND脱氮特性的影响,并采用化学抑制法,分析N₂O的释放来源。同时,结合污泥聚集体状态的差异性,进一步分析其与反应器运行效果的关联。此外,对氨氮冲击条件下反应器的稳定性进行考察,研究不同污泥聚集状态的抗氨氮负荷冲击能力。首先,分别控制HRT为14、7及4 h,结果表明,HRT为7 h时,反应体系保持良好的脱氮效果,氨氮、总氮平均去除率及SND平均效率分别为96.7%、56.0%及60.0%。此时,N₂O转化率为4.5%。与序批式SND体系比较,N₂O减量化程度可达到60%以上。对污泥聚集体特性的分析表明,随HRT的降低,EPS中PS含量升高,使HRT为4 h时,疏水性由41.6%（HRT=14 h）下降至32.6%,不利于污泥的聚集。三种条件下,分别形成粒径区间0.2⁰.45 mm、0.6⁰.9 mm及小于0.2 mm占优的污泥聚集体体系。在不同HRT条件下,对污泥聚集体氨氧化菌（AOB）活性、氨氮氧化速率（AOR）等进行分析,三种状态下,AOB活性无显著差异,但HRT为4 h时,污泥AOR仅为前两者的50%左右,表明0.2 mm以下絮状污泥的增多不利于氨氮氧化过程的发生。同时,三种条件下,N₂O释放的主要来源存在差异。HRT为14 h时,N₂O主要来源于AOB的反硝化,其对N₂O释放的贡献为异养菌反硝化的1.1倍;HRT为7 h及4 h时,N₂O主要来源于异养菌反硝化,其对N₂O释放的贡献分别为AOB反硝化的1.1及1.3倍。其次,调整连续流SND体系进水COD/N比值分别为9、7、5及3,结果表明,COD/N比为9和3时,反应体系内以絮状污泥为主,两种条件下PN/PS均接近0.74,低于COD/N为7时的1.03,而EPS中PN相对含量的增多可降低污泥表面负电荷,促进污泥聚集,导致COD/N比为7和5时,污泥聚集状态较优。同时COD/N比为7的条件下,在达到较优化脱氮特性（氨氮、总氮平均去除率及SND平均效率分别为98.5%、62.5%及68.7%）的同时,N₂O转化率最低。另外,COD/N比为9和3时,均发生N₂O释放的积累,且分别主要来源于AOB的反硝化及异养细菌的反硝化作用。最后,本研究考察了氨氮负荷冲击下反应体系的稳定性。结果表明,当进水氨氮浓度由55 mg/L瞬间提升至80及100 mg/L时,氨氮去除率由96%降至91%及75%,且絮状污泥和颗粒污泥的抗氨氮负荷冲击能力具有差异性。其中,絮状污泥在氨氮进水浓度升高至80 mg/L时,氨氮氧化速率由5.8上升至22.0 mgN/（gMLSS·h）,而当进一步升高至100 mg/L时,其氨氮氧化速率下降为9.0 mgN/（gMLSS·h）;颗粒污泥表现出更连续、更稳定的抗冲击能力,其氨氮氧化速率由10.1持续上升至16.6 mgN/（gMLSS·h）。上述研究表明,对于连续流SND脱氮体系,通过HRT、COD/N比等工艺的调控,在获得优化状态的污泥聚集体同时,可得到较高的脱氮效率。相较于序批式SND体系,连续流SND体系N₂O释放减量化程度可达60%以上。