好氧颗粒污泥(Aerobic granular sludge,AGS)介于活性污泥和生物膜之间,又比悬浮生物填料有更高的微生物活性和承受能力,是近年来新兴的处理技术。相较于絮状污泥,好氧颗粒污泥具有极佳的沉降性能、单位容积对有机物的处理效果好、可承受较高的冲击负荷、减少对二沉池的体积要求以及可同时脱氮除鳞的特点。对于好氧颗粒污泥的培养,由于研究者不同的方法和实验条件,其形成机理和培养方法很难达成共识。选择颗粒污泥进行培养,系统启动速度较快,可大大缩短污泥培养周期,但目前颗粒污泥较为昂贵,好氧颗粒污泥就更为稀缺,尚不适合大规模的实际工程应用。许多研究显示,微型动物在好氧颗粒污泥形成过程中对颗粒化有推动的作用。传统活性污泥中生物相的诊断已经较为成熟,而好氧颗粒污泥具有更丰富、复杂的微生态系统有待研究。鉴于此,本论文在利用晶核培养好氧颗粒污泥的基础上,探索颗粒污泥形成过程中微型动物的群落物种多样性及稳定性。试验采用气升式间歇反应器(SBAR,Sequencing Batch Airlift Reactor),并使用蔗糖、牛肉膏蛋白胨及马铃薯淀粉为营养物质的模拟生活污水进行好氧颗粒污泥的培养。研究表明,接种活性污泥(r1)和在此基础上另投加厌氧颗粒污泥(r2)以及氢氧化铁铁絮体(r3)为晶核的条件下,成功驯化得到成熟的好氧颗粒污泥的时间均为50d左右,3组反应器中最终成熟的好氧颗粒污泥粒径分别为:604.7μm、643.8μm、640.4μm;cod的去除率达到:93%;nh+4-n的去除率均在第50d达到97.5%;0.5mm粒径的颗粒沉降速度分别为:5.647cm/s、5.756cm/s、5.682cm/s;含水率分别为:96%、95%、95%;比耗氧速率(sour)分别为:2.19mgo2/(mlvssg·min)、2.36mgo2/(mlvssg·min)和2.63mgo2/(mlvssg·min);脱氢酶活性分别为:3.517μgtf/(mgmlss·h)、5.889μgtf/(mgmlss·h)、6.485μgtf/(mgmlss·h);。污泥体积沉降指数svi在20~30ml/g之间。r2、r3在日常镜检中可以看出其颗粒圆度和完整度要高于r1,且微生物活性r2、r3要明显大于r1.在对不同大小的有机晶核进行比较的研究中,r1’为对照组,分别在实验组投加厌氧颗粒污泥(r2’)和破碎后的厌氧颗粒污泥(r3’),在负荷较低的情况下在第50d培养出了稳定的好氧颗粒污泥。cod、tn、nh4+-n的去除率为95%、70%和95%,mlss分别为5.4、5.5、6.0g/l;svi最终稳定至35ml/g;沉降速度分别为:4.886cm/s/4.986cm/s/4.935cm/s。r1、r2、r3分别在第55d、50d和40d形成了颗粒,可以看出破碎厌氧颗粒污泥的投加的确比普通絮状活性污泥更有利于促进絮状污泥的颗粒化,但是r3的颗粒形状不均匀,且稳定性、抗冲击能力较差。在温度降低之后,r3最先破碎。以第一轮实验中普通活性污泥和生物铁污泥成粒过程中微型动物群落作为研究对象,系统考察了活性污泥驯化过程中微型动物群落结构和优势种群变化规律,同时比较了两组好氧颗粒污泥体系在形成颗粒过程中微型动物群落物种多样性、稳定性及微生物指数(sbi)。结果表明,好氧颗粒污泥培养前期与活性污泥法驯化期的微型动物群落演变相似,种群先增多后趋于稳定的过程:微型动物群落的结构和多样性的稳定要在颗粒形成之后并滞后于处理效果稳定(cod、tn、tp等)。在对照组r1和投加铁的r3中,微型动物的物种稳定性和多样性稳定性比较而言,驯化初期r3比r1稳定性要差,但是颗粒成熟之后,r3要优于r1.通过对不同方法下好氧颗粒污泥的形成进行研究,以更快的时间驯化出不同性能的稳定好氧颗粒污泥,对形成过程中的微型动物群落进行分析,结果表明,颗粒化过程中微型动物种群群落结构的演替异于活性污泥工艺。在好氧颗粒污泥形成过程中,微型动物、水力选择压(沉淀时间)和水力剪切力(曝气强度、反应器构型等)相互协作对颗粒化均有重要的作用。而晶核的投加,可以促进颗粒的形成,并对培养出来成熟的好氧颗粒污泥的性质有的影响。其中,铁絮体的加入对微型动物群落结构有较大的影响,在不同的阶段,系统中的微型动物和多样性稳定性均与对照组有所不同。铁絮体的投加对活性污泥颗粒化阶段的中期以及后期的微型动物种群群落的多样性和稳定性均有不利的影响,但是在颗粒成熟后,系统恢复正常。