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好氧颗粒污泥是微生物通过自凝聚作用而形成的微生物聚集体，具有沉降性能好、单位体积生物量高、耐冲击负荷、容积负荷率高等优点。因此，好氧颗粒污泥可以说是一种理想的废水生物处理方式。但是，目前好氧颗粒污泥的培养和运行往往需较大的曝气量，需要较高的能耗输出，使得该技术在应用上受到了局限。 本研究利用了柱状SBAR反应器，采用序批式方式进行反应，在较低的曝气量和低水力选择压下进行好氧颗粒污泥的培养，进一步通过缩短水力停留时间和沉降时间以及提高进水COD浓度和延长单个反应周期厌氧时间，旨在培养具有同步去除COD、氮及磷性能的好氧颗粒污泥;同时对颗粒形成过程中反应器出水水质、污泥的生化特性进行日常监测;对成熟的颗粒的物化特性进行了分析;对比稳定阶段不同类型污泥磷的含量，结合不同阶段反应器中COD、氨氮及磷等在典型单个周期的浓度变化以及对微生物内部聚合物的形态观测，分析了反应系统对磷的去除特性。本课题的主要研究结论如下: (1)以人工模拟污水进行试验，随着颗粒污泥的逐渐形成，污泥浓度及颗粒比重不断增加，沉降性能逐渐改善，反应器内微生物活性逐渐增强，形成的颗粒污泥具有很好的脱氮除磷性能。 (2)在较低有机负荷(0.75kgCOD/(m3·d))和低水力选择压（沉淀时间15-30分钟）条件下，经过89天的运行才缓慢出现外形规则、表面光滑、结构紧凑的小颗粒污泥;随着进水有机负荷(1.6kgCOD/(m3·d))的大幅增加，反应器快速出现大量椭球形、内外颜色分明、边缘有透明类似胶状物质的大颗粒污泥;反应器在稳定阶段同时存在两种尺寸不同的成熟颗粒污泥，小颗粒和大颗粒的平均直径分别为0.35mm和1.35mm。 (3)在颗粒污泥形成过程中，SBAR系统对COD、氮磷的处理效果不断改善，运行效果逐步稳定。稳定运行阶段（第Ⅲ、Ⅳ阶段），COD，TN和TP的去除率分别为91.6～99.9％，80％左右和96％以上;反应器出水中COD，TN和TP浓度分别保持在70mg/L以下，10mg/L左右以及1.5mg/L以下。 (4)成熟的两种典型的好氧颗粒污泥（小颗粒和大颗粒）在蒸馏水中的沉降速度分别为39.9m/h和105.2m/h（运行第180天）;随着溶液中盐(NaCl)浓度的增加，二者的沉降速度开始下降，但是大颗粒下降的更快;小颗粒污泥在大于2％的NaCl溶液出现明显的悬浮现象而大颗粒仅在15％的NaCl溶液出现悬浮现象。 (5)在整个实验过程中，单个反应周期内厌氧时间逐渐由15min增至60min，厌氧阶段释磷率由5.05mgP/(gVSSh)增加至72.45mgP/(gVSSh);好氧阶段吸磷率由10.05mgP/(gVSSh)增加至17.91mgP/(gVSSh)。该结果说明厌氧时间对好氧颗粒污泥生物除磷效果有明显影响。 (6)在稳定阶段，通过测试溶液中不同污泥的含磷量可以得出:大颗粒污泥中磷的含量最高(9.54％);出水污泥中的磷含量最低(5.57％);混合污泥、小颗粒污泥以及絮状污泥内磷分别占7.76％，7.60％和6.15％。通过分析结果进一步得出，大量功能性微生物(PAOs)生物聚磷作用是导致颗粒内部磷积累进而可能形成磷沉淀的主要原因。