由丝状菌过度生长诱发的污泥膨胀是城市污水处理过程中经常遇到的现象，导致系统出现泥水分离困难、出水水质恶化等问题，给污水厂的正常运行造成了极大困扰。前期研究表明，在我国北方一些污水厂经常出现由微丝菌（Microthrix parvicella）引起的污泥膨胀。M. parvicella难分离、难培养的特点使针对其生理生化特性及控制方法的研究一直进展缓慢。

     本论文以北京市常年爆发污泥膨胀现象的污水处理厂为研究对象，通过批量实验、模拟反应器等方法，探究M. parvicella的优势生长条件，并出于利用噬菌体进行丝状菌生长控制的考虑进行了M. parvicella和噬菌体的分离。在此基础上，提出了基于污泥负荷控制的丝状菌污泥膨胀调控方法，并在实际污水厂中进行长期验证。取得的主要成果如下：

     （1）初步探明M. parvicella原位生长的适宜条件。利用污水厂采集的膨胀污泥进行的批量研究发现，以长链脂肪酸（油酸）为碳源、厌好交替（8 h/16 h）循环的供氧条件及低温（13 °C）条件能够维持较高的M. parvicella丰度。采用模拟A2/O反应器的实验证明，污泥负荷对M. parvicella的生长存在显著影响，以0.1 kg COD (kg MLSS d)-1为临界值，低负荷更有利于M. parvicella在原位体系中的竞争生长。

     （2）成功分离获得M. parvicella纯菌及侵染Acinetobacter johnsonii的噬菌体。利用显微操作技术从膨胀的活性污泥中分离出M. parvicella，并在R2A培养基上获得其纯菌落，但新菌株的生长速率较为缓慢。经16S rRNA测序鉴定，该菌株与Candidatus Microthrix parvicella相似度达到98%以上。从活性污泥体系中成功分离出能够专一性侵染Acinetobacter johnsonii的噬菌体新株AJO1。该噬菌体具有潜伏期短（30 min）、裂解量大（51.3 PFU mL-1）的生长特征，且能够耐受一定的温度、pH及紫外变化。

     （3）在实际污水处理厂成功开展基于高污泥负荷运行的污泥膨胀控制策略验证。2014年开始，对多年受污泥膨胀困扰的北京某污水处理厂实施高污泥负荷（0.14 kg COD (kg MLSS d)-1）运行的调控策略。连续三年的跟踪调查结果显示，受试水厂的SVI始终未超过150 mL g-1，M. parvicella的相对丰度与2009年膨胀期相比有大幅下降（7.95±2.93%），且显著低于同期未调控的水厂。与此同时，营养盐去除相关的主要功能种群丰度得到提升，表明负荷调控措施能够在不影响营养物去除的前提下，有效抑制M. parvicella的过度生长。