好氧颗粒污泥的成功培养及其工艺的显著优点，使之迅速成为当前水处理领域的一个研究热点。由于好氧颗粒污泥的三维结构特点，可以在颗粒内部形成缺氧区，因而使得处理氨氮废水实现同步硝化反硝化成为可能。为进一步完善好氧颗粒污泥的形成机理，提高系统的处理效率和稳定性，本论文着眼于应用变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术研究序批式反应器（SBR）中好氧脱氮颗粒污泥微生物群落结构及功能，得出以下主要结论。1．以葡萄糖为有机碳源，在第14d就可见密实、成熟、规则、沉降性能好的好氧颗粒污泥，其粒径在2-3mm之间，呈球形或椭球形。在启动的过程中进水COD由900mg／L逐步提高至3000mg／L，出水COD始终维持在100mg／L以下；一个运行周期内反应器的溶解氧在5.5-6.5mg／L之间波动，在NH₄⁺-N浓度为300mg／L，负荷为0.6kg／（m³·d）时，NH₄⁺-N和TN的去除率可分别达到94.4％和66.4％，好氧颗粒污泥在高溶解氧条件下实现了同步硝化反硝化的脱氮过程。利用DGGE技术分析好氧颗粒化过程中反应器内微生物的群落结构和功能，结果表明：好氧颗粒化的过程对丝状细菌、可产生大量胞外聚合物的细菌、可富集胞内具有聚β-羟基丁酸（PHB）的细菌具有较强的富集作用，这为解析好氧颗粒的形成及实现同步硝化反硝化提供了理论证据。2．在SBR系统中存在的游离状态的丝状菌团与好氧污泥的颗粒化过程有必然的联系。好氧颗粒污泥的形成过程是一个在人工控制下的自然选择过程，同时也是一个菌体自身通过改变菌体细胞的表面疏水性、表面电荷性质、胞外聚合物的分泌等加快菌体聚集，适应环境的过程，Ca²⁺或其他惰性物质与真菌在该过程中为菌体的聚集提供载体，在颗粒形成以后真菌即失去载体作用逐渐在系统中消失，丝状细菌在好氧颗粒污泥的形成过程中作为载体的同时也起到架桥的作用，增强颗粒污泥的凝聚力。3．SBR系统内生物量随着NH₄⁺-N负荷的提高而迅速增加，在NH₄⁺-N负荷提高至0.8kg／（d·m³）后，好氧颗粒污泥的体积变大，边缘粗糙度增强，形状变得不规整，缩短了底物的传质距离，可以看作是对环境改变的一种反应机制。NH₄⁺-N的去除率一直保持在较高的水平，在负荷为2.0kg／（d·m³）时，去除率最高仍可达97％，贡献率较大的为化能异养型细菌；TN去除率随着NH₄⁺-N负荷的增加波动较大，最高时达84.8％，最小时基本没有TN去除效果，这与系统中反硝化细菌数量波动较大和较高的NH₄⁺-N浓度可能对反硝化菌的活性有消极影响有关。4．在系统NH₄⁺-N负荷提至1.2kg／（d·m³）后，出现了明显的NO₂^--N积累现象，积累率平均在70％以上；与Sharon和Oland等典型的短程硝化工艺相比，该亚硝酸盐积累在常温（25℃）、高DO水平（大于3mg／L）的常规条件下即可实现，故可被视作一种有前途的低能耗短程脱氮技术。在NH₄⁺-N负荷不断提高的过程中未发现有确定的自养硝化细菌富集，本试验培养的颗粒污泥仍为异养型细菌占多数的好氧颗粒污泥，硝化过程主要为异养型硝化细菌起作用。此外，在以有机碳源为主要碳源条件下培养的好氧颗粒污泥，如何实现以自养硝化菌为主的硝化过程需要进一步研究。