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纳米零价铁（nZVI）因比表面积大、强氧化还原性和高反应活性,正越来越多地被用于各类污染物的控制研究。同时,nZVI对污水处理系统和水体环境的潜在影响也同样值得关注。亚硝化颗粒污泥（NGS）是将污泥颗粒化与稳定亚硝化反应相结合的全新生物技术。作为实践“亚硝化路线”的重要基础,NGS有利于高度富集氨氧化菌（AOB）和选择性抑制亚硝酸盐氧化菌（NOB）,从而获得高效的亚硝酸盐累积,较好地克服了传统亚硝化工艺（如SHARON）的缺点。本论文以NGS为研究对象,依次对污泥颗粒化过程控制、亚硝化功能快速启动策略、抗nZVI冲击性能和不同粒径性能差异等问题进行了系统考察,主要包括:1.在柱形SBR反应器中接种市政污水厂活性污泥,以乙酸钠为碳源,考察了有机负荷（OLR）对污泥颗粒化的影响。结果表明,当进水OLR在3.204.84kg·（m3·d）-1时,污泥粒径的增长速率最快。成熟颗粒污泥的浓度（MLSS）、体积指数（SVI30）、平均粒径、沉降速率和比耗氧速率（SOUR）分别达到23.9 g·L-1、20 mL·g-1、1.4 mm、102 m·h-1和50.2 mg·（g·h）-1。同时,胞外聚合物（EPS）含量的变化对生物量累积、颗粒生长表现出良好的响应关系。2.以异养颗粒污泥为接种污泥启动SBR反应器,通过协同调控进水碳、氮负荷比值,成功获得了以短程亚硝化为主要功能的自养型颗粒污泥。随着AOB动力学活性（μ（NO2-N））的持续增强,SBR对亚硝态氮（NO2--N）的累积速率可达1.4 kg·（m3·d）-1。污泥平均粒径由1.4 mm增至2.2 mm,颜色变为红棕色,沉降性能明显改善。得益于EPS的不断累积,颗粒污泥在高选择压条件下,仍能有效截留、固定AOB。另外,曝气反应期间游离氨（FA）和游离亚硝酸（FNA）对NOB的选择性抑制,也是实现稳定、高效亚硝化反应的重要原因。3.采用批次试验,考察了不同nZVI浓度对NGS性能的冲击性影响。结果表明,当n ZVI投加量从0 mg·L-1提高至10 mg·L-1时,AOB活性明显提高,NGS对氨氮的去除率始终保持在95%以上,亚硝态氮比累积速率(μNO2-N)由27.3mg·（g·h）-1提高至30.7 mg·（g·h）-1,EPS中多糖与蛋白质含量均明显上升。当nZVI浓度高于25 mg·L-1时,AOB活性大幅降低,EPS与微生物代谢产物（SMP）中的多糖组分出现此消彼长。当nZVI投加量为700 mg·L-1时,NGS的μ（NO2-N）仅相当于对照组的64.1%。扫描电镜与能谱分析结果表明,nZVI在NGS表面的大量吸附对污泥表面的微生物生态造成了严重破坏。4.考察不同粒径NGS抵抗nZVI冲击的能力。结果表明,当nZVI投加量小于100 mg·L-1时,小粒径NGS的亚硝化性能有所提高,μNO2-N和μ（NO3-N）分别较空白组上升11%和下降15.3%。当nZVI投加量达到900 mg·L-1时,污泥性能才会出现大幅降低。与之相比,投加低浓度nZVI并未对大粒径NGS的性能起到促进作用。当nZVI投加量大于500 mg·L-1时,大粒径NGS的亚硝化性能将被完全抑制。由Haldane动力学模型可知,nZVI对SOUR-A的抑制属于非竞争性抑制（R2分别为0.9882和0.9891）。此外,随着nZVI投加量的增大,污泥EPS含量出现先升后降的变化过程。NGS对nZVI的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程。其中大粒径的吸附速率更快,但吸附容量更低。这可能是小粒径NGS表面的微孔、中孔孔径更小,且结构更为密实造成的。