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在两个4L反应器中，以好氧颗粒污泥为接种污泥，活化培养具有良好去除碳氮能力的好氧颗粒污泥。整个实验采用批次进水的方式运行，以葡萄糖为外加碳氮源的猪场废水为基质，通过调节进水COD/氨氮、曝气量和沉降时间等条件，成功获得了成熟的好氧颗粒污泥。COD(Chemical Oxygen Demand)和NH4+-N去除率分别稳定在97％和99％左右。 首先，研究了好氧颗粒污泥代谢高浓度有机废水的性能。发现好氧颗粒污泥系统的氨氮去除率受运行时长影响不大，污泥量的微小差异也不会导致氨氮去除率的降低。在进水氨氮浓度相对较低(≤300mg L-1)时，颗粒污泥对氨氮去除性能较稳定，COD/NH4+-N波动对出水氨氮浓度影响不大。进水氨氮浓度较高(≥350mg L-1)时，氨氮去除率受COD/NH4+-N影响较大。氨氮去除率降低后，可通过降低进水氨氮浓度恢复氨氮去除率。通过调节COD/NH4+-N为25∶1，进水氨氮达450mg L-1时，反应器氨氮去除率仍达99％以上。好氧颗粒污泥系统代谢有机物与氨氮速度很快，COD/NH4+-N为25∶1，进水氨氮浓度为300mg L-1时，反应器运行至第6h，COD、氨氮去除率分别98.1％与98.3％。 其次，研究了好氧颗粒污泥对高浓度有机物与氮的代谢过程。发现好氧颗粒污泥系统存在明显分界的底物富余与底物匮乏时期。相对于整个反应周期，底物富余时期较短，微生物利用外源有机物同时进行生长与存储，底物匮乏时期利用存储产物进行生长与维持生命代谢。系统中未检测到明显的自养硝化作用，好氧颗粒污泥通过同化与异养硝化实现氨氮去除。数学模拟好氧颗粒污泥系统时可忽略自养微生物对氧的消耗。在好氧或者厌氧条件下，好氧颗粒污泥均可进行反硝化作用。COD/NO3--N对好氧条件下反硝化作用有显著影响。好氧条件下由于氧气与NO3--N竞争作为电子供体的有机物。 最后，采用数学模型模拟好氧颗粒污泥对高浓度有机废水的代谢过程，结合COD、OUR数据修正ASM3(Activated sludge model No.3)模型，建立了可描述好氧颗粒污泥代谢高浓度有机废水过程的数学模型，并提出了测定部分动力学参数的新方法。异养菌产率系数YHS，存储产率系数YSTO，直接利用底物最大比增长速率μHS，最大存储产率kSTO，衰减系数bH分别为0.7gCOD g-1COD，0.95gCODg-1COD，0.11h-1，0.4h-1，0.014h-1。模拟结果表明，异养微生物利用外源底物生长，维持基础代谢，并同时进行存储。在底物富余时期，好氧颗粒污泥利用外源底物存储多余生长。当外源底物消耗完后利用存储物质生长并维持基础代谢。