“活性污泥低氧微膨胀节能技术”是由本课题组彭永臻教授首次提出的一种既节能又保证出水水质的新技术，其更新了解决污泥膨胀问题的思想和观念，对降低污水处理能耗和运行费用有重要意义，其实现与维持的关键在于调节运行工况使丝状菌和菌胶团菌处于平衡生长。短程硝化技术是近年来活性污泥法节能降耗领域研究的热点，探索短程硝化启动及稳定维持的方法和策略对于该技术广泛应用于工程实践有重要意义。因此，为实现污水的高效节能处理，本课题首先对不同影响因素下丝状菌与菌胶团竞争关系进行了深入研究；其次为实现污泥微膨胀和短程硝化技术的耦合，研究了完全混合式反应器中短程硝化的启动及稳定维持策略，并在稳定短程的序批式活性污泥反应器（SBR）中尝试了污泥微膨胀与短程硝化的耦合。通过上述主要内容的研究，力求为今后实现低氧微膨胀和短程硝化的耦合节能技术奠定研究基础。　　 采用人工配水，在小试SBR工艺中对丝状菌与菌胶团竞争关系的研究，重点考察了运行方式、溶解氧（DO）、进水时间及营养物质缺乏对丝状菌和菌胶团菌竞争的影响。试验发现，前置缺氧的运行方式对遏制恶性污泥膨胀有重要作用。前置缺氧短时进水运行条件下，低DO不易导致污泥膨胀；而当低DO与长时间进水（即底物浓度梯度）相互协同作用时，污泥沉降系数（SVI）值会出现小幅上升。前置缺氧运行条件下，进水时间的延长，聚β羟基烷酸（PHA，Polyhydroxyalkanoates）合成量稍有降低。可见延长进水时间降低了底物浓度梯度，不利于底物贮存转化，而有利于丝状菌的生长，故会导致沉降性的下降。鉴定发现前置缺氧长时间进水条件下，系统的优势丝状菌主要为EikelboomType0092型及Eikelboom Type1851型丝状菌。　　 全程好氧的运行方式极易导致污泥恶性膨胀。全程好氧反应器中，不管时间的长短及DO值的高低，均发生了严重的污泥膨胀，系统SVI值一度高于500mL/g。全程好氧短时进水时优势丝状菌为Thiothrix，而好氧长时间进水条件下除Thiothrix外另伴有1851型丝状菌的增长。　　 在考察缺氮和缺磷对污泥沉降性的影响过程中发现，缺氮及缺磷系统在前置缺氧短时进水条件运行100天后，缺磷系统发生了粘性膨胀，并伴有少量的丝状菌繁殖，而缺氮系统污泥沉降性能依然良好。缺氮系统的底物贮存能力明显高于缺磷系统，可见贮存效果的强化有利于污泥沉降性的提高。　　 通过研究不同溶解氧SBR系统内短程硝化的启动与维持，发现通过实时控制曝气时间能够对短程硝化系统污泥种群起到优化作用，在高、低DO条件下均能实现稳定的短程硝化，而低DO更有利于同步硝化反硝化率的提高。通过延长进水时间及改变进水水质的方式尝试将短程硝化与污泥微膨胀进行耦合，试验结果表明：进水水质与运行方式的改变导致了SBR反应器亚硝化积累率略微下降，而低DO系统的污泥沉降性能较高DO系统好，这与系统内除磷特性的好坏有关。采用缺氧1h进水，维持好氧阶段DO在0.Smg/L左右，能有效实现短程硝化和污泥微膨胀的耦合。　　 连续流短程硝化一直为短程脱氮的难点，本试验研究发现通过间歇启动实现较高的亚硝化积累率，后转为连续流低氧的运行方式，能够在完全混合式反应器中启动并维持稳定的短程硝化状态。连续流运行工况下，系统中亚硝化积累率维持90％以上。通过优化进水时间和溶解氧浓度，有望在今后实现污泥微膨胀和短程硝化的耦合节能技术。