随着经济的发展,整个社会面临着巨大的环境压力,特别是水污染。低碳经济已成为世界共识,废水中污染物（C、N和P）的高效去除与循环利用已成为发展趋势。好氧颗粒污泥（AGS）具有污泥浓度高、耐受负荷范围广、污泥产量低、沉降性能好、占地面积小等优势而备受关注。但是,好氧颗粒污泥连续流（AGS-CF）工艺启动困难且长期运行易失稳难以在实际生产中的应用。为克服以上难题并探寻稳定的同步脱氮除磷AGS-CF工艺,本研究构建了连续流反应器,明确了AGS-CF工艺启动方法,考察了曝气模式和间歇模式,提出了关键运行参数;并在连续流反应器基础上研制了内循环AGS-CF反应器,探究了其有机负荷特性及稳定运行工况,实现了氮磷污染物同步高效去除及其稳定运行。并利用分子生物学手段解析了连续流系统内古菌群落和细菌群落结构组分和演替规律,明确了好氧颗粒污泥中胞外聚合物（EPS）、丝状古菌和丝状细菌对好氧颗粒污泥稳定性的影响机制。基于传统连续流污泥回流工艺破碎颗粒污泥的问题,研发了好氧颗粒污泥新型连续流反应器（ACFR）,通过将序批式反应器（SBR）中成熟的AGS接种至ACFR中联合优化污泥龄的方法,30d内成功启动同步脱氮除磷AGS-CF工艺。在随后的运行中获得了COD和TN去除率分别为90.0%和70.0%,而TP去除效率仅为65.0%,且好氧颗粒污泥结构稳定,排泥量减少。之后,考察了连续曝气（CA）和间歇曝气（IA）对AGS-CF工艺的影响。结果表明:间歇曝气模式（4h曝气和1h非曝气）可降低曝气量20%且改善连续流系统去除性能和好氧颗粒污泥的沉降性能。间歇曝气营造的时间间歇运行（TIO）模式和设置厌氧区营造的空间间歇运行（SIO）模式对AGS-CF工艺有重要影响。好氧颗粒污泥在TIO模式下脱氮除磷性能优于SIO模式。SIO模式下的SVI高于TIO模式下的SVI,同时,SIO模式下的PN浓度和PN/PS高于TIO模式。研制了内循环AGS-CF反应器,并探究了内循环AGS-CF工艺有机负荷特性。随着进水COD浓度增加（≤400mg/L）,好氧颗粒污泥的TP和TN去除率随之提高,分别达到81.8%和87.2%,实现了氮磷污染物同步高效去除;好氧颗粒污泥沉降性增强。然而当进水COD浓度增加至500mg/L时,好氧颗粒污泥的沉降性和稳定性都降低。鉴于生活污水中易生物降解成分浓度低好氧颗粒污泥容易失去稳定性,研究了实际生活污水条件下不同HRT对内循环AGS-CF工艺稳定性的影响。随着HRT的缩短系统污染物去除性能下降,COD、TP和TN去除率分别从HRT为9h时的90.2%、82.6%和83.0%下降到HRT为4.5h时80.5%、39.6%和41.4%;好氧颗粒污泥表面丝状菌增加沉降性和稳定性下降,EPS浓度增加,尤其是PN浓度明显增加。采用高通量测序技术对好氧颗粒污泥工艺的微生物群落进行了解析。结果表明:AGS-CF工艺中优势古菌属和细菌属有氨氧化的古菌（AOA）Nitrososphaera和反硝化聚磷菌（DPAOs）Pseudomonas。产甲烷古菌（MA）、AOA、反硝化细菌（DNB）、DPAOs在同步硝化反硝化除磷（SNDPR）工艺污染物去除中发挥了重要作用。内循环AGS-CF工艺中,在高进水COD浓度条件下,丝状古菌Methanothrix比丝状细菌Thiothrix更具竞争优势,同时,其丰度与SVI、颗粒完整性系数（GIC）和EPS密切相关。此外,在短HRT条件下,丝状古菌Methanothrix和丝状细菌Thiothrix丰度的增加导致EPS和SVI增加,而Thiothrix对好氧颗粒污泥沉降性的影响大于Methanothrix。基于上述结果,构建了好氧颗粒污泥生态模型,阐明了同步脱氮除磷机理和颗粒稳定性以及微生物群落之间的内在关系。本论文研究成果将对AGS-CF工艺的实际应用具有重要意义。