当前众多研究表明，纯氧曝气活性污泥法处理污水比普通空气曝气具有更好的优势效能，集中在耐冲击性、高去除率、沉降性能好及颗粒化程度高等方面。然而，这些优势效能产生的机理还需要更多的数据加以解译，尤其是对纯氧曝气条件下活性污泥生物特性的应变与污水处理高效能之间的关系还有待进一步清晰。对这些方面开展研究，将有助于我们优化污水生化处理工艺、改善出水水质，也为进一步推动污水生化工艺的发展补充提供更多的理论支持，对实际污水处理具有指导意义。本课题基于SBR工艺，主要从耐冲击性、去除率、沉降性三方面，进行纯氧与空气曝气污水处理效能的对比研究，并重点从污泥絮体/颗粒显微形态角度，探讨两种条件下活性污泥生物特性（尤其是颗粒化特性）对生活污水处理效能的影响。通过这些初步探究，以期为纯氧曝气污水处理效能机理的解译作数据补充，初步得到结论如下：（1）当进水负荷在1.5-4.1kgCOD.m^-3.d^-1和0.07-0.34kgNH₄⁺N.m^-3.d^-1范围波动时，为得到出水效果的稳定性，通过标准差（SD）对比发现，纯氧比空气曝气出水COD、NH₄⁺N标准差（SD）依次低31%、6.0%；纯氧比空气曝气COD、NH₄⁺N去除率标准差（SD）依次低6.0%、5.5%。结果表明：进水波动对活性污泥法生化工艺的影响，纯氧曝气工艺的耐受性要比空气曝气工艺强。特别当进水负荷高于2.0kgCOD.m^-3.d^-1和0.13kgNH₄⁺N.m^-3.d^-1时，纯氧比空气曝气出水COD、NH₄⁺N标准差（SD）依次低30%、10%；纯氧比空气曝气COD、NH₄⁺N去除率标准差（SD）依次低6.0%、3.0%。表明前者所允许的容积负荷大，进一步说明纯氧曝气可处理高浓度的有机废水。（2）当平均进水负荷为2.9kgCOD.m^-3.d^-1和0.18kgNH₄⁺N.m^-3.d^-1时，纯氧比空气曝气平均出水COD、NH₄⁺N依次低55%，45%；纯氧比空气曝气COD、NH₄⁺N平均去除率依次高22%、14%。结果表明：纯氧曝气工艺比空气曝气工艺的去除率高。（3）通过污泥沉降试验，纯氧与空气曝气沉降高度随时间变化均呈一阶指数递减关系（R2=0.94-0.99,p<0.01）。但纯氧比空气曝气沉降速度快3倍。结果表明：纯氧曝气工艺比空气曝气工艺的沉降性好，有利增强固液分离效果。（4）通过上述结果，纯氧曝气工艺显示出更好的污水处理效能，其根本原因源于充足的溶解氧（DO）。从生物量上，纯氧曝气中MLSS为4.9g.L^-1，空气曝气中MLSS为3.4g.L^-1，充足的DO致使纯氧曝气反应器中微生物代谢更旺盛。微生物分泌出胞外多聚物（EPS）量是空气曝气的1.8倍，使得生物絮凝进一步加强。借助光学和电子显微镜技术进行纯氧与空气曝气污泥颗粒形态的比较。两生化反应器中污泥均出现颗粒化，结果表明：成熟的颗粒平均粒径约5mm，最大粒径至10mm。纯氧曝气中颗粒紧密、显棕褐色，空气曝气中颗粒较疏松，显黄褐色，颗粒周围呈乳白色的丝状物。电镜图中显示，纯氧曝气中污泥颗粒化的颗粒表面除了丝状球衣菌外，还分布类似杆菌、球菌的微生物。上述结果表明，在纯氧曝气条件下，活性污泥物理结构更为密实、紧凑，微生物分布丰富，微生物总量明显优于空气曝气，胞外大分子物质分泌总量增加，这些因素应为纯氧曝气活性污泥法污水处理高效能的重要原因。