目前我国建设的城市污水处理厂几乎都是采用活性污泥法。然而，传统活性污泥法面临着能耗高和碳源利用率低等问题。短程硝化反硝化生物脱氮工艺因其能够减少反硝化所需碳源、节约曝气能耗，已经成为污水生物脱氮研究领域的热点。污泥膨胀是活性污泥系统运行管理与控制中一直困扰人们的最棘手的问题之一，特别是在生物脱氮工艺中，因其发生频率高、作用机理复杂、影响因素多，一直是国内外相关领域的研究难点。　　本研究采用SBR法，以实际生活污水为研究对象，在以交替缺氧好氧的运行模式实现短程硝化快速启动的基础上，研究了缺/好氧时间比、进水C/N比、温度、污泥龄对短程硝化、污染物处理效果以及氨利用速率的变化;以试验配水为研究对象考察了短程硝化下实现污泥微膨胀的关键指标;并对整个试验过程中的微生物进行了分析鉴定。　　研究结果表明，在缺/好氧时间比为1∶1和2∶1条件下，分别用了31、55天使得两系统的亚硝酸盐积累率(NAR)达到90％，短程状态稳定。氨氮(NH4+-N)去除率达到95％以上，COD出水在50mg/L以下，总氮(TN)去除率在60％～70％，污染物的去除效率有所提高。由全程到短程的转变期间，系统氨利用速率分别提高了67.5％和89.8％，提高了短程硝化的效率，节约了曝气时间。期间，污泥沉降性较好，污泥容积指数(SVI)稳定在60～80mL/g。　　不同运行条件对污染物的处理效果不同。试验考察了不同C/N比(分别为1.16、2.25、4.07、6.20)、温度(15℃、25℃、35℃)、污泥龄(20天、30天、40天)条件，对污染物去除效率以及短程硝化NAR的影响。结果表明，当C/N比大于1.16后，NH4+-N去除率稳定在98％以上。随着C/N比的增加，COD去除率提高了20％，TN的去除率从59.4％提高至84.6％，并且在C/N比大于4后，出水TN浓度基本在15 mg/L以下。与其他温度相比，在25℃下的NH4+-N去除效果最好为99.4％，且TN去除率较高为67.1％，COD出水水质良好。在SRT为30天时，系统NH4+-N的去除率最高为97.3％，TN与COD去除效果也较好。不同条件下NAR基本稳定在90％以上，短程效果较好。　　不同碳源类型对丝状菌增殖影响不同。试验采用乙酸钠、淀粉、葡萄糖三种不同类型的碳源，考察在SBR交替缺/好氧运行模式下对污染物的处理效果以及对污泥膨胀的影响并鉴定优势丝状菌种。结果表明，乙酸钠为碳源时TN和COD去除率最高，葡萄糖的NH4+-N去除率最高，在碳源变为淀粉后，反应器中的NAR降低，系统由短程变为全程。在乙酸钠和葡萄糖为碳源时，未发生污泥膨胀，而在淀粉为碳源时SVI升至300mL/g，发生了污泥膨胀。通过荧光原位杂交技术(FISH)鉴定表明淀粉为碳源时系统优势丝状菌为0092型，而葡萄糖为碳源时出现为H hydrossis丝状菌。　　试验采用交替缺/好氧运行模式，使用人工配水，降低溶解氧(DO)浓度至0.5mg/L时，NAR基本稳定在80％以上，SVI稳定在200～250mL/g，实现了短程硝化与污泥微膨胀的耦合。在此过程中，出水浊度低于2NUT，COD的出水＜50mg/L。通过革兰氏和纳氏染色和FISH鉴定，Hhydrossis丝状菌是引发污泥微膨胀的优势丝状菌。与DO为2.0mg/L相比，由于溶解氧的降低，使系统节约了60.5％的曝气能耗。　　试验考察了以生活污水为进水时，低溶解氧条件下交替与非交替两种运行模式，对污染物去除效果、短程硝化以及污泥膨胀的影响。结果表明，随着溶解氧的降低，NH4+-N和TN的去除效率降低，COD的变化并不明显，同时交替模式下的处理效果优于非交替模式。此外，在交替模式下可抑制污泥膨胀的发生，而在非交替模式下，发生了优势菌为Thiothrix的污泥膨胀，SVI在250～300mL/g之间。