磷元素超量排放是水体富营养化的主要诱因之一，因此控制磷排放已迫在眉睫。现行的生物除磷工艺主要是在活性污泥系统中富集聚磷菌（PAOs），以建立强化生物除磷（EBPR）途径，但存在污泥沉降性能差、二次释磷等问题，并且PAOs容易被淘洗出反应器，从而导致除磷效果不够稳定。相较之下，在反应器内形成颗粒污泥是截留富集PAOs更为有效的一种方法，颗粒污泥具有沉降性能好、抗负荷能力强等优点，能克服传统活性污泥法的诸多局限。

有关学者围绕颗粒污泥除磷系统的搭建和稳定运行展开了研究，发现PAOs具有自发聚集生长的特性，因而在强化生物除磷系统中更容易形成颗粒，且培养前期白色颗粒在数量和大粒径上占绝对优势，然而，当完全颗粒化后，反应器常常呈现黄色絮状/颗粒与白色颗粒共存的状态。如J.J.BARR等在培养过程中发现黄、白颗粒共存于同一反应器，白色颗粒内菌群较为单一，以PAOs为主。王然登选择不施加沉降速率选择压，将沉淀时间保持在40min，反应器始终处在黄色絮体与白色颗粒共存状态。O.HENRIET等先施加高沉降速率选择压使污泥颗粒化，随后延长沉淀时间并混匀排泥，结果显示反应器内颗粒粒径呈正态分布，系统除磷效果稳定。有研究表明，颗粒粒径大小决定了除磷活性层厚度，从而在很大程度上影响着颗粒除磷的稳定性。

采用颗粒粒径选择压与沉降速率选择压相结合的方法，通过一系列操作培养得到白色除磷颗粒污泥。首先，在接种污泥的同时，向反应器内加入4500mg/L的椰壳炭（粒径0.2~0.5mm）作为载体，以附着PAOs，使其在反应器运行初期相互聚集，避免被淘洗出反应器。其次，控制进水有机物浓度，使厌氧末COD低于70mg/L，以抑制普通异养菌的生长。在控制厌氧末残余COD的前提下，于120d内逐步增加进水COD以及PO43--P。此外，随着污泥沉降性能逐渐优化，在60d内将污泥沉淀时间由40min缓缓调整至25min。在培养的第60天，将反应器内污泥过筛，发现截留下的污泥大部分为白色颗粒。此后加速缩短沉淀时间，且每天将排出的污泥过筛收集后重新加入反应器，筛孔直径从0.3mm逐渐增大到0.9mm，使呈黄色的絮状污泥及细小颗粒淘洗出反应器，而保留粒径较大且沉降速率快的白色颗粒，直至实现反应器内白色颗粒富集培养。

进入好氧段，PAOs氧化PHA获得能量，用于自身生长、糖原补充以及吸收水体中磷合成胞内多聚磷酸盐。各反应器内颗粒污泥对磷的吸收去除主要发生在好氧段的前60min，后续随着剩余TP浓度的不断降低，反应逐渐减慢。R1~R4反应器出水TP分别为0.68、0.45、0.01、1.46mg/L。由此可见，R3反应器（4~7mm颗粒污泥）对TP的去除效果最好，去除率可达99.94%，而R4反应器虽然释磷量最多，但吸磷不够彻底，出水TP去除率为90.77%。这可能是因为R4反应器内释磷量虽多，但存在无效释磷现象，随着粒径增大，传质阻力的增加可能导致颗粒内部能量出现短缺，部分胞内多聚磷酸盐水解产生的能量被用来维持细胞生存，而不是吸收转化外碳源，因而进入好氧段时PAOs胞内储存的PHA浓度可能并不充足，吸磷能力降低，且能量短缺状态下合成的PHA中富含PHV，氧化PHV作为能源进行吸磷效率不如PHB，所以好氧反应后期，供能不足，从而导致吸磷不够彻底。此外，大于7mm的颗粒污泥龄偏长，导致部分PAOs吸磷量达到饱和，也会表现为除磷率的下降。

结论

采用颗粒粒径选择压与沉降速率选择压相结合的策略培养白色除磷颗粒污泥，并考察了白色除磷颗粒污泥的除污效能、理化性质及内部结构，得出如下结论：

1）经过120d的培养，黄色的絮状污泥及细小颗粒被筛除，白色颗粒污泥得到富集，稳定运行后，系统TP去除率可保持在99%以上。

2）白色除磷颗粒污泥对COD去除效果良好，且相较于小颗粒，大颗粒在厌氧条件下能更快更多地吸收VFA和释磷。就TP去除率而言，4~7mm的颗粒污泥最优，达99.94%，>7mm的颗粒虽然释磷量最多，但吸磷不够彻底。随着粒径的增大，颗粒污泥内部缺/厌氧区体积增大，硝化速率减慢，但同步硝化反硝化作用增强，TN去除能力提升。此外，经缺氧/好氧批次实验验证了白色颗粒污泥具有反硝化除磷活性，部分磷的去除是通过反硝化除磷来实现。