传质是制约颗粒污泥生物活性的关键因素,颗粒污泥的微结构及宏观运动是影响其传质行为的两大要素。本研究从颗粒污泥结构及运动状态角度解析了颗粒污泥内部存在的传质行为,构建了综合性传质模型,并从传质角度揭示了胶粘物附着使颗粒污泥生物活性降低的原因。主要研究内容及结论如下:（1）研究了颗粒污泥微结构及宏观运动对其内部传质的影响机制。基于反应器中颗粒污泥的不同状态,通过氮气加压的方式,设计出了压力振荡生物活性测试系统。实现了对反应器中颗粒污泥运动状态的模拟。利用压力振荡生物活性测试系统,对比研究了钙化/未钙化污泥在模拟流化状态下的传质规律,并结合扫描电镜及微型计算机断层扫描技术对颗粒污泥微结构的观测结果,确定了颗粒污泥内部存在的传质模式及其影响因素。结果表明颗粒污泥内部存在三种传质模式,按贡献依次为分子扩散、对流传质、移流,其传质驱动力分别为浓差梯度、颗粒流化引发的外界液压波动以及沼气蓄积引发的周期性内压波动。钙化将堵塞污泥的孔口结构,减小传质面积,抑制生物活性。基质供应短缺引发的微生物自溶导致了钙化颗粒污泥内部空腔化,空腔结构是引发对流传质的前提。（2）构建了颗粒污泥基于微结构及宏观运动的传质模型。联用扫描电镜及微型计算机断层扫描技术观测了颗粒污泥的孔口、空腔结构。借助空间位阻色谱法对颗粒污泥孔隙进行分级,并使用分配系数对颗粒污泥孔隙率进行求解。使用压力振荡生物活性测试系统对悬浮、流化及沉淀状态的颗粒污泥活性进行定量分析,并依据理想气体状态方程、菲克定律等首次构建了能够描述污泥微结构及其宏观运动状态对颗粒污泥内传质行为影响的传质模型,实现了对颗粒污泥生物活性的精准预测。（3）使用传质模型解析了胶粘物吸附对于颗粒污泥生物活性的抑制作用。通过全自动甲烷测试系统、压力振荡生物活性测试系统探究了胶粘物附着对颗粒污泥生物活性的影响。借助透射电镜及扫描电镜、空间位阻色谱法表征了颗粒污泥的内部结构。证实了胶粘物吸附于颗粒污泥表层孔隙,从减小扩散面积、减弱扩散速率两方面抑制污泥的分子扩散。正是由于分子扩散的减弱,使基质进入孔隙的速率及浓度骤降,考虑到孔隙中微生物的沿程消化作用,使达到空腔结构的基质浓度近乎为0 mg/L,最终使对流传质现象消失。