污泥是污水处理过程的伴生物。据《中国污泥处理处置市场分析报告》分析,2015年,全国城镇污水处理厂湿污泥（含水率80%）产生量达3359万吨／年,即日产污泥9.2万吨。这其中,采用传统序批式活性污泥法及其变形工艺（包括ICEAS、CASS、 DAT-IAT、UNITANK等）的污水处理厂所产生的污泥占有很大的比重。污泥的处理处置方法可分为两大类：一类称为后处理或终端处理,包括厌氧消化、堆肥、土地利用、卫生填埋、焚烧等；另一类称为原位或过程减量,即采用一定的方法在污水处理的过程中实现污泥减量。由于成本高昂、效率低下和潜在的二次污染风险等因素,污泥的后处理或终端处理模式的可持续性受到了很大的挑战。因此,污泥原位减量技术的研究具有重要意义。原位污泥减量技术为解决我国的城市污水处理厂污泥问题提供了新的思路,具有广阔的应用前景。但就目前来说,还缺乏易于推广应用的实用工程技术。本研究从结合解偶联代谢和溶胞-隐性生长两种技术原理实现污泥减量入手,通过调整SBR运行模式实现解偶联代谢和投加ClO₂实现溶胞,探讨两者结合强化污泥减量的效果及机理,并明确这种方法对SBR污染物去除性能的影响,为实际工程应用打下基础。本研究采用序批式间歇反应器（Sequencing Batch Reactor, SBR）,分别以模拟生活污水和实际生活污水为处理对象,将ClO₂直接投加到SBR中,SBR采用曝气-停曝反复交替的模式运行。通过考察不同ClO₂投加剂量对污泥减量及系统出水水质（包括COD、NH₃^-N、TN和TP）的影响,确定了ClO₂的最佳投加剂量。同时,通过扫描电子显微镜、高通量测序等方法对微生物形态和群落结构进行了分析,探讨了污泥减量的机理,得出以下主要结论：（1）以模拟生活污水为处理对象,最佳投加剂量为2.0mg ClO₂/（g干污泥）。SBR污泥减量效率可达28.0%,此时该系统污泥表观产率系数仅为0.08 kg MLVSS/kg COD。SBR出水COD、NH₃^-N、TN和TP浓度分别增加了28.80±1.53、3.49±1.79、2.30±0.02、0.21±0.05mg/L,但出水水质仍满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级B标准。（2）以实际生活污水为处理对象,最佳投加剂量为1.5mg ClO₂/（g干污泥）。SBR污泥减量效率可达17.6%,此时该系统污泥表观产率系数为0.18 kg MLVSS/kg COD。SBR出水COD、NH₃^-N、TN和TP浓度分别增加了6.60±2.49、2.48±0.01、1.43±1.27、0.21±0.03mg/L,但出水水质仍满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级B标准。（3）光学显微镜和扫描电子显微镜结果显示,随着ClO₂的投加量的增加,原本占主体的球菌、短杆菌和丝状菌的数量逐渐减少。丝状菌数量的减少和形状的改变导致使污泥菌胶团分散,形状变得不规则,并且随着投加量的增加解絮得更明显。一方面降低了污泥产率,另一方面则降低了其污水处理效果。（4） 16S rDNA高通量测序结果表明,四个样本的物种多样性相差不大,在门的分类水平上,微生物种群结构也相似,主要优势菌群都属于Proteobacteria（变形菌门）和拟杆菌门（Bacteroidetes）。在纲的分类水平上,主要优势菌群是β变形菌纲（Betaproteobacteria）、Y变形菌纲（Gammaproteobacteria）、α变形菌纲（Alphaproteobacteria）和Cytophagia。在属的分类水平上,随着ClO₂的投加浓度的升高,优势硝化菌（陶厄氏菌和硝化螺旋菌）的含量相应降低。