好氧颗粒是好氧条件下形成的细胞固定化颗粒,具有良好的沉淀性能、较高的生物存留量和在高负荷条件下处理高浓度有机废水的良好生物活性。然而,由于好氧颗粒污泥系统存在一定的不稳定性,在运行中出现了诸多问题,从而制约了好氧颗粒污泥在工业应用中的推广。　　重金属污染在各种污水中广泛存在,并对生物处理产生毒性抑制,而且排放到水体中的重金属对环境,生态和公众健康都会产生影响。由于微生物是污水处理中的主要分解者,重金属对污泥微生物的毒性研究一直倍受关注,不仅是因为偶有重金属污染的环境事故发生,也因为重金属会造成生物污水处理效率极大的降低甚至处理系统的崩溃。因此,研究重金属离子对好氧颗粒污泥系统处理能力及长期运行稳定性,特别是微生物群落的影响,以及重金属离子浓度和积累量与好氧颗粒污泥去除效率和微生物群落变化的相关性,对于优化好氧颗粒污泥的培养条件、提高系统稳定性具有重要意义。　　本论文以铅作为研究对象,考察好氧颗粒污泥系统长期运行过程中对于铅的抗冲击性,铅对好氧颗粒污泥形态结构、理化性能及COD、氨氮、总磷去除率的影响,并运用PCR-DGGE研究污泥微生物群落的变化。与此同时,考察铅离子积累量对于好氧颗粒污泥处理系统的影响,对比铅离子浓度和铅离子积累在对好氧颗粒污泥处理系统影响中的关系。　　实验结果显示,铅在PH=7.2的环境下,溶解比仅在10％左右,这使得铅在理论浓度为10mg/L时,才对磷的去除产生影响,在理论浓度高达50mg/L时,NH4+-N的去除效率才开始下降,而对于COD的去除,在1-50mg/L的理论浓度下,却产生一定的促进作用。当1mg/L的铅作用于好氧颗粒污泥系统时,污泥的SVI、SV、MLSS三者均无明显变化;当10mg/L的铅作用于好氧颗粒污泥系统时,污泥的MLSS仍无明显变化,而SVI、SV却出现明显波动;当铅浓度加大至50mg/L时,MLSS下降,SV上升,SVI急剧上升,好氧颗粒开始大量解体,呈现不规则形状,同时表面有丝状菌增生,沉降性能急剧恶化。　　通过运用分子生物学方法对污泥微生物群落结构的分析得出,尽管1-50mg/L理论浓度的铅对于好氧颗粒污泥系统微生物多样性无明显影响,然而,其群落结构的变化却是明显的,加铅前后系统优势菌群截然不同。在加入铅离子之前和低浓度铅离子培养阶段,优势菌群为Bacteroidetes纲微生物;在高浓度铅离子浓度培养阶段,优势菌群为Beta-proteobacteria纲微生物。相对于Bacteroidetes纲微生物,Beta-proteobacteria纲微生物对铅离子耐受性更强。　　铅离子积累对好氧颗粒污泥处理系统影响的相关性分析显示,不同培养模式下具有相同铅积累量的点,污泥系统COD、氨氮、总磷处理性能表型不一致,微生物群相似度并不高,仅65％左右,而相同铅浓度下培养相同时间两个样品相似度最高,为81％。充分表明,不同铅浓度培养下污泥微生物群落差异很大,相同铅浓度培养下污泥微生物群相似度较高,而铅积累量与污泥微生物群落没有明显相关性。　　本文研究了铅离子浓度对好氧颗粒污泥系统理化特性、去除性能及微生物群落的影响,并分析了铅离子积累量与好氧颗粒污泥去除效率和微生物群落变化的相关性,为提高好氧颗粒污泥系统的稳定性、促进好氧颗粒污泥的工程应用提供了理论依据。