好氧颗粒污泥是微生物细胞在自固定作用下互相聚集形成的球状或类球状的颗粒污泥,具有吸附能力强、结构稳定、沉降速率快、污染物去除效率高、抗水力冲击能力强等优势,被广泛应用于处理高污染风险的重金属废水、有机有毒废水等。但是好氧颗粒污泥反应器的启动往往耗时较长,并且需要在高径比较高的反应器中进行培养,这两大因素限制了好氧颗粒污泥的进一步推广应用。本研究通过设计隔板反应器降低反应器外观高度,并以未投加PAC的组作为对照组,分别考察低PAC组、中PAC组、高PAC组（分别为50、100、400mg有效铝/L废水）条件下好氧颗粒污泥的形成机制及其特性变化,主要研究内容有:不同PAC浓度对好氧颗粒污泥形成过程的影响、成熟颗粒污泥的基本理化特性、成熟颗粒污泥的污染物去除特性、以及成熟颗粒污泥的微生物种群分布规律。在四组隔板反应器中同时培养70天。研究发现,未投加PAC的对照组未形成颗粒污泥,低PAC组、中PAC组、高PAC组形成颗粒污泥（粒径大于0.20mm）的时间分别为:10天、7天和4天,PAC投加量越大,出现颗粒污泥的时间越短。与接种污泥相比,四组反应器成熟污泥胞外蛋白分别增加了约11、40、40、48mg/g MLSS,胞外多糖分别增加了约54、39、28、14mg/g MLSS,表明PAC的投加可促进污泥微生物胞外蛋白的分泌,但却不利于胞外多糖的分泌。培养70天后,除对照组胞外蛋白/胞外多糖比值下降外,其余PAC强化形成颗粒污泥的三组胞外蛋白/胞外多糖比值均显著上升。此外成熟的四组污泥Zeta电位都出现上升,投加PAC越多,Zeta电位上升越明显。通过对四组成熟污泥进行分析,发现随着PAC投加量的增加,污泥含水率和不完整性系数随之降低,而比重、平均沉降速度和污泥内铝元素含量则随之增加。证实PAC的投加显著的增强了污泥的沉降性能和结构稳定性。通过扫描电镜观察发现,对照组的表面呈网状结构,存在较多的丝状菌,而PAC强化形成的颗粒污泥表面未形成网状结构,以杆菌为主,很少有丝状菌存在,颗粒内存在部分5-10μm的孔洞,这些孔洞是颗粒内部微生物的传质通道。溶解氧的传质特征决定了颗粒污泥的反硝化能力,未形成颗粒污泥的对照组溶解氧能够直接穿透污泥,形成颗粒污泥的三组溶解氧扩散深度分别为600μm、700μm、850μm,溶解氧扩散深度越浅的组内部反硝化条件越好,研究还发现溶解氧传质越困难的组内部死细胞/活细胞越高。培养过程中四组反应器出水COD在初期略有上升,然后整体呈逐渐下降的趋势,这是由于颗粒污泥对有机物表现出良好的吸附性,在一个周期内污泥会吸附大量的水中的COD,最终四组反应器出水COD均能稳定达一级A标,对照组的出水COD高于形成颗粒污泥的三组。培养过程中四组反应器出水NH4+-N前期出现恶化情况,投加PAC的三组随着颗粒化进行出水NH4+-N浓度逐渐降低,最终稳定达一级A标,而对照组出水NH4+-N培养70天未得到改善。周期内污染物去除过程中对照组脱氮过程被限制在了硝化阶段,培养70天后的成熟污泥AOB的比好氧速率均大于NOB的比好氧速率,因而周期内NO2--N均出现了一定程度的积累现象,形成颗粒污泥的三组反硝化速率:低PAC组>中PAC组>高PAC组,出水NO3--N也存在较大差异,最终稳定后四组反应器总无机氮去除率分别稳定达到:58%、84%、79%、78%。好氧颗粒污泥的形成能够提高微生物种群的多样性和丰度,投加一定浓度的PAC有助于增强颗粒污泥内微生物种群的丰度和多样性,但是PAC投加过量则对微生物丰度和多样性的促进作用不明显甚至会出现抑制作用。低浓度PAC对微生物在门水平和纲水平的多样性影响较小,中高浓度PAC对微生物在门水平和纲水平的多样性影响较大,但是微生物属水平上对PAC浓度的变化反应明显,更高的PAC浓度有助于促进微生物属水平上的多样性,但投加PAC过量时反而抑制了EPS分泌菌的丰度增长。PAC主要通过电中和、吸附架桥等作用促进颗粒污泥的形成,PAC与水中杂质形成的沉淀物和水解形成的长链羟基络合物及聚合物进入颗粒内部加强了PAC强化形成的颗粒污泥的结构稳定性。