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近十多年，许多国家都加强了对生物脱氮的研究，并在理论和技术上取得了重大突破。以“短程硝化-反硝化工艺”为标志的一大批新型生物脱氮技术的先后问世。短程硝化反硝化生物脱氮工艺因能够节约反硝化所需碳源、节约曝气能耗，而成为污水生物脱氮研究领域的热点。污泥膨胀时常发生生物脱氮过程中，影响污泥沉降性能，甚至不能完成泥水分离，成为制约脱氮效果的一个重要难题。 本文采用SBR反应器采用实时控制模式和交替缺氧好氧模式处理实际生活污水成功实现了短程硝化反硝化，并对两种工艺进行了比较;利用缺氧好氧交替模式对膨胀污泥进行了硝化细菌和丝状菌的调控研究;利用连续流反应器，进行了A/O工艺和分段进水工艺的脱氮效率和污泥膨胀的研究。 研究结果表明，以pH拐点为控制参数的实时控制模式和固定曝气时间的缺氧好氧模式处理生活污水均可以实现短程硝化反硝化。分析了交替模式实现短程硝化的原因，研究认为是曝气不充分和反复交替抑制NOB活性促使短程实现。 对实现短程硝化的实时控制模式和交替模式进行比较得出，启动过程中，实时控制模式出水水质较好，交替模式出水较差，但对氨氧化效率的提高更快;实时控制模式对AOB的富集效果更好，交替模式对NOB的抑制效果更好;实时控制模式和交替模式均能维持短程硝化的稳定运行，但在过曝气的冲击下交替模式有更好的稳定性，可以继续维持短程状态不被破坏;交替模式出现污泥膨胀的原因更多的是因为生活污水COD负荷较低，而不是交替工艺的缺陷。 交替缺氧好氧模式有较好的AOB富集能力和NOB的抑制能力。试验利用人工配水，分别采用缺好氧多级交替和三级交替的运行模式对高膨胀污泥进行菌群调控，采用定量FISH分析菌群得出，反应器中AOB分别增长至原来的317％和405％，同时淘汰了98％的Genus Nitrobacter。 缺好氧多级交替和三级交替的运行模式对丝状菌菌群有显著的调控效果。由S natans丝状菌引起的污泥膨胀得到控制，DSVI由725mL/g分别降低到220mL/g和123mL/g，这说明交替运行模式对S natans丝状菌有较强的抑制作用。通过对总的丝状菌菌丝长度的定量分析，认为长度1.5×109μm/mL是S.natans丝状菌引发污泥膨胀的阈值。 对S.natans丝状菌进行了特异性研究。研究得出，S.natans丝状菌对甲醇等易生物降解有机物有特别高的亲和力，当系统中存在S.natans丝状菌时，不宜采用提高污泥负荷的办法进项改善。采用厌氧选择器可有效改善S.natans丝状菌引起的污泥膨胀。 A/O模式下较低的DO并不一定会实现短程硝化反硝化，也有可能破坏系统的硝化水平，严重影响脱氮效果。低DO模式会造成严重的污泥膨胀，恢复DO到正常水平，污泥膨胀问题得到缓解，低DO条件、低负荷条件下，0041型丝状菌有可能成为优势丝状菌引发膨胀。水利停留时间为7h，缺好氧比为1∶2时，C/N比为5.09，A/O反应器TN去除率提高到88％，达到一级A排放标准。 采用分段进水工艺处理低C/N比生活污水，采用缺好氧比为1∶2，分四段进水时取得最好脱氮效果，平均总氮去除率达到63.86％，较A/O反应器提高了50％。采用较高的曝气量会抑制低COD负荷运行污泥膨胀的发生，曝气量不足时，低负荷会快速引起污泥膨胀，以1851型为主的丝状菌大量增殖，DSVI攀升至473mL/g。