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好氧颗粒污泥具有沉降性能好、生物持有量高和抗冲击负荷能力强等优点,因此在废水处理领域具有重大的应用价值。通过好氧颗粒污泥可以实现同步硝化反硝化脱氮,但目前研究主要集中于处理低浓度的氨氮废水或模拟生活污水。本研究着眼于培养具有处理高浓度氨氮废水,实现同步硝化反硝化的好氧颗粒污泥;同时,应用硝化反硝化过程原理和微生物学特性,对好氧颗粒污泥脱氮的关键工艺参数进行研究,以期强化其处理效能。本试验采用SBR反应器,分别以乙醇、乙酸钠和葡萄糖为碳源,在高氨氮浓度下培养好氧颗粒污泥。结果表明,以乙醇为碳源形成的好氧颗粒污泥脱氮性能不佳,氨氮的去除率在整个好氧颗粒化的过程低于30%。以乙酸钠为碳源培养颗粒污泥时,由于系统pH值随乙酸钠降解升高,在进水NH4+-N浓度为200mg/L时,自由氨的大量生成引起好氧颗粒化失败;在进水NH4+-N浓度为20mg/L时,好氧颗粒污泥可以形成,并实现了同步硝化反硝化脱氮。以葡萄糖为碳源时,好氧颗粒污泥形成很快,系统生物量达8g/L。NH4+-N和TN的去除率可分别达到94.4%和66.4%,在高溶解氧条件下实现了同步硝化反硝化的脱氮过程。采用DGGE电泳技术,对脱氮型好氧颗粒污泥形成过程中不同时期的污泥样品进行了分析。结果发现,在好氧颗粒化过程中反应器内的群落结构发生明显演替,表现为一些菌属的消亡和另一些菌属的富集。其中,检测到的丝状菌富集现象,为丝状菌在好氧颗粒化过程中起初始支架的作用提供了有利的证据。反应器系统内有较多能在胞内储存PHB的细菌,胞内PHB的降解速率相对较低,可以为反硝化过程提供碳源,有助于获得良好的同步硝化反硝化效果。好氧颗粒污泥中还广泛存在可以产生胞外聚合物的细菌。胞外聚合物有助于微生物相互粘连,增加尺寸和沉降性能,被认为与好氧颗粒污泥的形成有关。同时,反应器内较多细菌具有反硝化能力,这为反应器运行过程中的TN损失提供了依据,同时也说明培养的好氧颗粒污泥具有缺氧区。本试验对曝气量和碱度对好氧颗粒污泥同步硝化反硝化反应的影响进行了研究。试验表明,曝气量为140L/h时,好氧颗粒污泥同步硝化反硝化脱氮的效果最好,TN去除率达到76.19%。曝气量过小,引起DO不足以及颗