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颗粒污泥由于沉淀性能好、反应活性高和抗冲击负荷能力强,在反应器内可维持较高的污泥浓度,从而获得较高的处理能力和较好的处理效果,成为废水生物处理领域的研究热点。本研究采用SBR反应器和人工配水,在缺氧条件下对颗粒污泥的形成、物化特征及反硝化活性、微生物邻近度对反硝化的影响、基质的存储与利用以及胞外聚合物（EPS）对颗粒污泥形成的影响等进行了系统深入的探讨。主要结果如下:（1）搅拌强度、沉淀时间对污泥颗粒化进程和所形成的颗粒污泥的特性具有重要影响。采用絮状厌氧污泥为接种污泥,在搅拌转速为80rpm的条件下,经100天以上方能培养出缺氧颗粒污泥,形成的颗粒污泥粒径为1.53.0mm,VSS/SS为54.6%,SVI为25.9mL/g,沉速为38.3 m/h,湿密度为1.0456×103 kg/m3,含水率为93.7%;在搅拌转速为150rpm条件下,污泥颗粒化的时间仅需50天左右,形成的颗粒污泥粒径为1.52.0mm,VSS/SS均值为50.4%,SVI均值为18.4ml/g,颗粒污泥平均沉速为44.9m/h,湿密度为1.0509×103 kg/m3,含水率为92.13%。（2）缺氧颗粒污泥具有较高的反硝化活性。活性污泥为絮状时,最大反硝化比速率为0.0325gNOx-N/（g·h）（g以MLVSS计,下同）,形成颗粒污泥后最大反硝化比速率为0.2230gNO3--N/（g·h）和0.1290gNOx-N/（g·h）,平均降解比速率为0.0936gNOx-N/（g·h）;颗粒污泥对pH值有较强适应性,出水pH为8.3时,最大反硝化比速率为0.1723gNO3--N/（g·h）和0.0718gNOx-N/（g·h）,出水pH为9.2时,最大反硝化比速率为0.0824gNO3--N/（g·h）和0.0430gNOx-N/（g·h）。（3）缺氧颗粒污泥中细菌的高邻近度对反硝化中间产物NO2--N的降解具有促进作用,从而使颗粒污泥的反硝化活性得以提高,NO2--N积累程度减小。试验中相同污泥浓度下,分散态污泥反硝化菌水平间距为58μm,颗粒污泥中反硝化菌间距为0.20.5μm（SEM照片显示）,菌间距差别较大;NO3--N初始浓度为80mg/L,C/N比为4.5的对比试验中,分散态污泥与颗粒污泥NO2--N积累浓度分别为31.36mg/L和21.98mg/L,平均反硝化比速率分别为0.0574gNOx-N/（g·h）和0.0754gNOx-N/（g·h）,颗粒污泥有一定优势;单位时间还原NO2--N量与还原NO3--N量的比值it历时变化显示,颗粒污泥it均值在C/N比为4.5和6时,分别为0.69和0.75,分散态污泥it均值在C/N比为4.5和6时,分别为0.62和0.68,颗粒污泥对中间产物的还原程度较高,且C/N比提高还原程度增加。（4）缺氧颗粒污泥中反硝化菌在反应过程中存在基质的快速存储,抑制了丝状菌生长,并且C/N比和基质的初始浓度越高,反硝化菌存储能力越大,对基质的竞争力越强。当C/N比为5,初始COD浓度分别为200、300和400mg/L时,污泥中PHB的最大浓度分别为55.4、66.2和79.6mg/L（PHB以COD计,下同）,对应的PHB平均合成比速率分别为0.251、0.283和0.297g/（g·h）,达PHB峰值时,消耗单位基质合成PHB的存储比例（YSTOD）最大值为0.35;当C/N提高至7.5,初始COD浓度分别为300、450和600mg/L时,污泥中PHB的最大浓度分别为125.3、166.8和232.5mg/L,对应的PHB平均合成比速率分别为0.228、0.245和0.281g/（g·h）, YSTOD最大值为0.45;缺氧颗粒污泥的PHB合成速率大于厌氧-好氧颗粒污泥,但YSTOD相对较小。单独利用PHB进行反硝化时,最大反硝化比速率为0.0232gNO3--N/（g·h）和0.0128gNO2--N/（g·h）,低于利用乙酸时反硝化速率。（5）缺氧颗粒污泥中,EPS组分以多聚糖为主,占EPS总量的70.6%79.0%,其次为蛋白质,占EPS总量的10%18%,PS/PN为4,而城市污水处理系统中絮状活性污泥EPS中多聚糖和蛋白质含量相差较小,PS/PN为0.831.14;在缺氧污泥颗粒化的过程中,EPS中多聚糖含量明显增加,由絮体时的10.36mg/gMLVSS增至完全颗粒化时的23.19mg/gMLVSS,对应蛋白质仅增加2.2mg/gMLVSS。多聚糖在污泥颗粒化过程中以紧密结构填充细菌间空隙并将其粘连,对缺氧污泥颗粒化过程具有促进作用。