微生物聚集体是废水生物反应器中的重要处理单元,不同形态的微生物聚集体具有不同的结构形态和污泥特性。胞外聚合物（EPS）对微生物聚集体的形态和表面特征有重要影响,进而影响污泥特性和处理效率。EPS的主要物质是蛋白质和多糖,目前研究者对蛋白质的研究比较的深入,但是对多糖的研究却相对较少。因而深入研究EPS中胞外多糖的特性及其对微生物聚集体性能影响具有重要的理论价值和现实意义。本文以Anammox颗粒污泥、活性污泥和生物膜三种典型形态的微生物聚集体为考察对象,探究不同微生物聚集体性能及胞外多糖的理化特性,采用对比的方法明晰胞外多糖对微生物聚集体特性的影响,并对不同类型的胞外多糖进行酶解,分析不同类型多糖对微生物泥聚集体性能的影响,从而深入研究胞外多糖对微生物聚集体的性能的影响,为废水生物处理工艺的工程调控提供理论依据。论文得到以下主要结论:（1）Anammox颗粒污泥为铁红色椭球状颗粒,粒径分布在1.0-4.5 mm之间,平均粒径2.71 mm,生物量27.80 g/L,沉降性能优异,具有较强的聚集能力。生物膜黏附于载体上,厚度约为0.5 cm,生物量6800 mg/L,具有较强的黏附能力和较好的聚集能力。活性污泥为淡黄色絮体状,平均粒径为153.2μm,生物量为4300mg/L,沉降性能良好。Anammox颗粒污泥、生物膜、活性污泥的疏水性依次减弱,污泥表面电荷量依次增加。由XDLVO理论分析可知,Anammox颗粒污泥、生物膜和活性污泥的界面吸附自由能依次增大。XDLVO曲线图表明,Anammox颗粒污泥不存在明显的势能壁垒,污泥更利于聚集。活性污泥与生物膜存在一定的势能壁垒,但生物膜的势能壁垒小于活性污泥。（2）Anammox颗粒污泥、活性污泥、生物膜EPS总量分别为625.15mg/g VSS、250.99mg/g VSS、240.49mg/g VSS,多糖含量分别为78.20 mg/g VSS、43.14 mg/g VSS、43.76 mg/g VSS,Anammox颗粒污泥相比活性污泥和生物膜产生了更多的EPS和多糖。三种微生物聚集体胞外蛋白和α-多糖在聚集体核心分布多,边缘分布少,两者的空间分布相似,β-多糖均匀的分布在整个聚集体中。观察聚集体胞外多糖的微观形态发现,Anammox颗粒污泥胞外多糖表现出凝胶特性,活性污泥胞外多糖的结构具有较好的持水性。Anammox颗粒污泥胞外多糖、生物膜胞外多糖和活性污泥胞外多糖中的含N化合物依次增多,含O化合物依次减少。官能团分析发现,Anammox颗粒污泥胞外多糖中烷烃类有机物、糖醛酸、硫酸根的含量高于活性污泥和生物膜。烷烃类有机物有利于聚集体疏水性的表达,可促进聚集体的聚集,糖醛酸和硫酸根有利于形成凝胶和架桥作用,有助于聚集体的结构稳定。（3）Anammox颗粒污泥用α-淀粉酶水解后,污泥发生轻微溶胀,颗粒强度下降1.33%,β-淀粉酶水解后污泥发生轻微解体,颗粒强度下降10.67%,表明β-多糖对颗粒污泥的结构稳定性具有重要影响,β-多糖在颗粒污泥中起骨架作用。酶解活性污泥发现,α-淀粉酶水解后的污泥出现亲水层,聚集能力下降34.62%,β-淀粉酶水解后污泥外层生物密度变小,聚集能力下降5.83%。酶解后污泥的表面疏水性指标和絮凝能力显著降低,Zeta电位无较大影响。由表面热力学分析可知,酶解使污泥表面的界面吸附自由能（?）增加,污泥表面的引力作用减弱,斥力作用增强。XDLVO曲线表明,酶解使污泥势能壁垒均增大,且α-多糖水解的势能壁垒曲线高于β-多糖水解。酶解后EPS中蛋白的含量无较大变化,多糖的含量明显降低。α-多糖水解后烷烃类官能团含量下降,较强的疏水性促进微生物聚集体之间的相互吸附,表明α-多糖具有吸附作用。α-多糖水解后羟基含量下降程度明显大于β-多糖水解,羟基可与Ca2+、Mg2+等二价阳离子桥接形成架桥作用,表明α-多糖在微生物聚集体中具有架桥作用。