针对我国目前城市污水有机物含量和浓度低、成分复杂、含有大量重金属和有毒化学物质等抑制生物处理的有毒有害物质的现状,用模拟低浓度生活废水实现活性污泥颗粒化,并对其形成过程及脱氮除碳的性能进行了较为详细的研究,初步分析了形成颗粒的生物群落特征和代谢活性;探讨了两种溶解性重金属离子(Cu²⁺和Ni²⁺)对好氧颗粒污泥的水处理性能、微生物代谢活性及微生物群落功能多样性等的影响,以期为好氧颗粒污泥处理低浓度生活废水提供理论基础。用模拟低浓度生活废水（进水COD浓度为220-320mg/L）在低有机负荷1.05-1.68 kgCOD/（m²·d）下,实现了污泥颗粒化。试验中黄褐色的絮状污泥逐渐变成黄色的丝状菌,到70天左右,形成4-10mm的黑色丝状菌颗粒,沉降速度在38-65m/h,远远高于活性污泥的沉降速度,SVI值从228mL/g降至70mL/g。好氧颗粒污泥形成以后,COD和NH₄⁺-N去除率均稳定在95%以上,出水COD和NH₄⁺-N浓度分别稳定在5mg/L和3mg/L以下。用Biolog方法分析不同的微生物群落多样性,碳源平均颜色变化率（AWCD）、微生物丰富度（S）及多样性指数（H）都显示颗粒污泥微生物代谢活性及生物群落多样性高于活性污泥;通过主成分分析（PCA）可以看出,不同的污泥微生物多样性都有显著差异。在SBR反应器中,考察Cu²⁺和Ni²⁺对好氧颗粒污泥水处理性能和微生物群落的影响。Cu²⁺严重抑制好氧颗粒污泥的增殖,大大降低了COD和NH₄⁺-N的去除率,导致出水COD和NH₄1⁺-N浓度高而且不稳定,同时NO₃^--N浓度大大降低,NO₂^--N浓度在第5-29天之间出现一个很大的峰值;Ni²⁺刺激好氧颗粒污泥的快速增殖,对COD和NH₄⁺-N去除有轻微抑制作用,出水COD和NH₄⁺-N略有升高。Cu²⁺严重抑制了脱氢酶的活性,而Ni²⁺从某种程度上刺激了脱氢酶活性。Cu²⁺和Ni²⁺均刺激EPS含量的增长。通过PCAW知,5种污泥样品对碳源的利用种类、程度出现差异,群落结构和功能多样性发生了较大变化,而且Cu²⁺对微生物群落的毒性影响大于Ni²⁺对微生物群落的毒性影响。