不断深入的水污染控制工作不仅要求污水厂对污染物的去除率达标,还应在此基础上进一步实现资源回收和能源自给。高效接触-稳定工艺（HiCS）作为新兴的碳源捕获技术之一,既可降低COD氧化矿化水平,还能实现较高的碳源捕获效率和污泥增量。深入探讨HiCS工艺的影响因素并明晰HiCS工艺的原理机制,对其大规模推广和运营十分必要。本课题通过设计单因素实验,在反应器运行过程中阶梯式缩短反应周期和曝气量,测定污泥浓度、进出水COD、NH₄⁺-N、TN和EPS分泌的变化趋势,以此探究水力停留时间（HRT）和溶解氧（DO）对HiCS系统污泥性能、污染物去除效能和EPS分泌的影响。研究结果表明,在HRT缩短过程中,系统出现污泥沉降变差和浓度降低的现象,COD和NH₄⁺-N去除率均随HRT降低而减小,系统中无硝氮和亚硝氮积累。EPS分泌与HRT呈负相关,LB-EPS和TB-EPS含量不断增加,但TB-EPS中蛋白质/多糖骤跌。DO减小会导致系统因丝状膨胀崩溃后逐步自我恢复,COD和NH₄⁺-N去除率均随DO减小而减小,分别稳定在46.64%和41.83%。LB-EPS和TB-EPS含量先升后降,且二者蛋白质/多糖均显著下降为0.15和0.03。在COD分级的基础上,进行COD平衡转化、碳源捕获、碳源转向及代谢路径分析,此外模拟了ASM 1模型在HiCS工艺中的运用。结果证明,HiCS工艺对c COD去除较差、对p COD去除较完全,s COD去除率与t COD相比较低但趋势接近。s COD和p COD的去除随着反应器曝气条件的改变而剧烈波动,但c COD去除受DO变化的影响始终较小。DO降低会导致有机碳源氧化减小但污泥增多,有利于碳源转向和碳源捕获。重定向的COD主要被用于吸附贮存,其次为生物质合成,EPS生成比例较小且较为稳定。ASM 1不适用于模拟HiCS工艺,SS、XS、X和SO的变化与实际数据与实验数据有较大出入,拟合效果不佳、有待修正完善。