好氧颗粒污泥是近几年发现的在好氧条件下自发形成的细胞自身固定化颗粒。由于其具有规则的、密实的、坚固的微生物结构,良好的沉降性能,较高的微生物量,以及较强的抗冲击负荷能力,能够实现同步脱氮除磷等优点,具有较好的研究价值和应用前景,受到了国内外学者的广泛关注。本课题立足于国内外好氧颗粒污泥的培养的最新研究成果,在三个SBR系统中分别投加0、10和100 mg/L的镁离子,以研究镁离子对好氧颗粒污泥形成的影响。在成功培养出具有同步除磷脱氮功效的好氧颗粒污泥后,研究了其对氮、磷及有机物的去除效果,探讨稳定运行阶段好氧颗粒污泥实现同步除磷脱氮的微生物机理。结果表明,镁离子的添加有利于颗粒污泥的形成,促进了各种微生物的生长,使得污泥浓度比未添加的要高,并且促进了胞外多糖的生成。10 mg/L的Mg²⁺更有利于颗粒污泥的形成和成长,其颗粒化程度高且平均粒径大,使颗粒污泥的启动时间从32天缩短到18天,而100 mg/L的Mg²⁺对颗粒污泥的促进不如10 mg/L的明显。为实现同步除磷脱氮,以好氧颗粒污泥为研究对象,通过对SBR反应系统运行参数进行调控,在温度为25℃、pH值为7⁸,厌氧反应90 min、好氧反应240 min的运行条件下进行了研究。该系统连续运行85天的结果表明,系统处于稳态时,好氧颗粒污泥对氮、磷和有机碳具有非常稳定的去除效果。当进水氨氮、磷和COD浓度分别为25⁵0 mg/L,5²5 mg/L和370⁵00 mg/L时,经颗粒污泥系统处理后,颗粒污泥对总无机氮、磷、COD的平均去除率分别达到91%、94%和90%。同时大量反硝化聚磷菌与硝化菌在颗粒污泥中共存并富集,反硝化聚磷菌占全部聚磷菌的比率达到83.3%。更为重要的是反硝化聚磷菌在吸磷的同时可以进行反硝化脱氮,利用其体内PHB的“一碳两用”来实现同步除磷脱氮,不仅解决了反硝化细菌和聚磷菌对碳源需要的矛盾,达到了节省废水中的有机碳源和节省能源的双重目的,而且减少了剩余污泥量,这对低C/N比废水的同步除磷脱氮是非常有利的,无疑会对污水生物除磷脱氮的工程实践产生深远影响。