好氧颗粒污泥技术是将生物自絮凝原理应用于好氧反应器,使絮状污泥在一定工艺条件下实现好氧颗粒化。它具有规则、密实的结构以及良好的沉淀性能；可减少反应器容积及占地面积；在间歇式序批反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)中培养可以缩短运行周期,提高反应器的处理效率；具有较高的生物量,可以承受高有机负荷和冲击负荷；集不同性质微生物(好氧、兼氧和厌氧微生物)于一体,可以应用于工业废水中难降解有机物的去除。因此,好氧颗粒污泥的培养具有良好的发展和应用前景,近年来已成为废水处理工程领域的研究焦点之一。论文将交变负荷、沉降时间与交换比调控作为关键培养控制因子,在SBR中培养好氧颗粒污泥。探讨了好氧颗粒污泥培养过程中形态及理化性质的变化,以及脱氮除磷效率的变化。同时,采用分子生物学方法--荧光原位杂交(FlorescenceIn Situ Hybridization,FISH)技术研究了与生物脱氮除磷相关的功能菌的分布特性,及其与脱氮除磷之间的关系。主要研究结果如下:　　 试验经94天的连续培养得到平均粒径在1.056mm左右的好氧颗粒污泥。成熟的好氧颗粒污泥呈金黄色,形状为球形或椭球形,边缘清晰,结构密实,粒径分布均匀。SVI30在20～25mL/g之间,SS在11～14g/L之间,污泥浓度较大,沉降性能良好。　　 SBR中接种污泥驯化后的COD去除率在71.40％左右,氨氮的去除率为89％,总氮的去除率为47.17％,总磷的去除率为47.18％。采用进料负荷、沉降时间和交换比调控,形成强有力的选择压,促进了反应器中好氧颗粒污泥的形成,COD去除率不断提高,脱氮除磷效率也有了明显的提高。成熟的好氧颗粒污泥,COD去除率一直保持在97％以上,氨氮的去除率一直保持在96％～100％,总氮去除率保持在90％以上,总磷的去除率一直保持在90％以上,表明好氧颗粒污泥对有机污染物降解代谢活性很高。　　 试验利用FISH技术分析好氧颗粒污泥培养过程中与生物脱氮除磷相关的功能菌。结果表明,接种污泥中细菌比较分散；好氧颗粒污泥在培养过程中,随着微生物的聚集生长,颗粒污泥粒径逐渐增大。当粒径增大到一定程度时,好氧颗粒污泥中开始形成厌氧或缺氧区,不利于好氧细菌的生长。同时由于粒径的增大,传质作用受到限制,也使得内部某些细菌数量减少。好氧颗粒污泥内部荧光信号开始减弱,细菌数量开始减少。　　 SBR采用了较短的沉降时间,使得生长速度相对较快的氨氧化细菌(AmmoniaOxidizing Bacteria,AOB)占据优势,首先占据了溶解氧浓度较高的好氧颗粒污泥的外层；随着好氧颗粒污泥的形成,细菌附着在好氧颗粒污泥上,从而延长了亚硝酸盐氧化细菌(Nitrite Oxidizing Bacteria,NOB)在反应器中的实际停留时间,使得生长速度相对缓慢的NOB也得以在好氧颗粒污泥中富集。同时,NOB的生长需要利用AOB代谢产生的亚硝酸盐,因此,NOB主要依附AOB生长,生长在外层和次外层。　　 通过对古细菌的观察,发现在好氧颗粒污泥的外层,古细菌的分布较多,由外及内,古细菌数量逐渐减少,内部有少量的古细菌。古细菌中的厌氧细菌分布在好氧颗粒污泥的内层。同时,在好氧微环境中,当好氧菌的活性较高时,氧消耗速率高于氧传递速率,也可以在形成厌氧微环境,使得某些厌氧古细菌分布在此。而古细菌中的好氧细菌,例如氨氧化古菌(Ammonia Oxidizing Archaea,AOA),则由于对氧气的需求而趋向于分布在好氧颗粒污泥的外层。AOA可以将NH4+氧化为NO2-,并从中获得能量。同时,由于传质作用限制,古细菌中的AOA也会生存在好氧颗粒污泥的外层。　　 驯化后的接种污泥中反硝化细菌数量较少,且主要分布在污泥的内部。之后,通过进料负荷、沉降时间及交换比调控,好氧颗粒污泥逐渐形成。当好氧颗粒污泥的粒径达到一定程度之后,颗粒内部形成厌氧、缺氧区域,利于厌氧的反硝化细菌的生长,反硝化细菌开始增多。好氧颗粒污泥培养成熟之后,可以很明显的看到,反硝化菌大量分布于好氧颗粒污泥的内部。　　 接种污泥中聚磷菌(Phosphorus Accumulating Organisms,PAO)相对较少,此时除磷效率相对较低。随着好氧颗粒污泥的形成,聚磷菌逐渐增多。好氧颗粒污泥成熟后,聚磷菌在真细菌中所占比重变大,聚磷菌得到了很好的富集,好氧颗粒污泥除磷效果得到了强化。