【摘 要】
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厌氧氨氧化（Anammox）工艺由于其脱氮优点在废水处理领域受到越来越多的关注。而近些年有报道发现厌氧硫酸盐还原氨氧化,它可以借助污水中的原本存在的硫酸盐将水中部分或者全部氨态氮（NH4+）转化为氮气（N2）脱除,这似乎为城市污水低能耗高效脱氮提供了一条新方法。但在长期同时供给NH4+和硫酸盐(SO42-)的Anammox反应器内,却往往会出现NH4+和SO42-非同步去除,且NH4+“超量”去除
【基金项目】
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国家自然科学基金（No.51878538）；
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厌氧氨氧化（Anammox）工艺由于其脱氮优点在废水处理领域受到越来越多的关注。而近些年有报道发现厌氧硫酸盐还原氨氧化,它可以借助污水中的原本存在的硫酸盐将水中部分或者全部氨态氮（NH4+）转化为氮气（N2）脱除,这似乎为城市污水低能耗高效脱氮提供了一条新方法。但在长期同时供给NH4+和硫酸盐(SO42-)的Anammox反应器内,却往往会出现NH4+和SO42-非同步去除,且NH4+“超量”去除的现象,甚至出现了进水NH4+“超量”去除但SO42-浓度未发生改变的现象。针对以上这些现象,本论文在上流式厌氧污泥床反应器内接种普通污水处理厂回流污泥,首先对Anammox反应的快速启动进行了研究,同时以动力学模型对其运行过程进行分析,并以高通量测序技术对启动前后反应器内微生物群落变化进行解析。其次,在通入同时含有NH4+和SO42-废水的Anammox反应器内,研究了NH4+去除途径,并对反应器内厌氧氨氧化菌（An AOB）,氨氧化菌（AOB）和亚硝酸盐氧化菌（NOB）的活性及菌群结构进行了解析。论文主要获得以下结果:（1）耗时40d反应器启动成功Anammox,NH4+-N和NO2--N去除率均维持在90%以上,最大总氮（TN）去除负荷为0.99 kg·N·m-3·d-1,ΔNH4+-N:ΔNO2--N:ΔNO3--N比值为1/1.28/0.26,反应器内启动过程中反硝化作用对TN去除贡献由原来的83%逐渐降至12%,活性迟滞期末的An AOB的细胞产量达到了（1.37～13.75）×1010个/d;启动成功初期反应器内主要An AOB为Candidatus Brocadia（25.14%）和Candidats Jettenia（2.92%）,在长时间运行过程中Candidats Jettenia属的丰度逐渐增加至12.67%并成为主要优势菌属。（2）通过动力学模型,发现改进的Stover–Kincannon基质去除模型（R~2=0.98）和Grau二级动力学模型（R~2=0.99）均可预测Anammox反应器的脱氮性能和基质去除效率,预测精度较高,Monod模型拟合的相关系数为0.82,不适合描述不同HRT下UASB-anammox反应器的脱氮性能。（3）停止进水100d的Anammox系统,再进NH4+-N浓度为130 mg·L-1并自然溶氧(DO=6±2 mg·L-1)的废水,进水中SO42-并未得到有效利用,但NH4+-N平均去除速率为79 mg·L-1·d-1,系统最大TN去除负荷为0.07 kg·N·m-3·d-1,出水平均FA=3 mg·L-1,将HRT由26 h调整至16 h后,系统脱氮效率不变。批式实验表明,反应器内AOB利用进水及反应装置渗入的微量氧进行氨氧化反应,与An AOB协同将进水NH4+脱除;系统运行稳定阶段AOB和Anammox活性分别为84.66和28.75 mg·N·g-1·VSS-1·d-1,完全无NOB活性,Anammox活性恢复至“停摆”前最高水平的90%。（4）FISH分析表明,长期停供NO2-的Anammox反应器内颗粒污泥中存在大量AOB,其主要分布于An AOB的外侧;同时高通量结果表明反应器内Candidatus Brocadia、Candidatus Jettenia、Candidatus Kuenenia属和Nitrosomonas属在启动后大量增殖,反应器内仍含有一定丰度的反硝化菌属（Comamonas、Denitratisoma和Pseudomonas）,参与NH4+-N转化的途径包括好氧氨氧化、Anammox和部分反硝化。
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