石油化工、农药、染料等行业会产生多种含高浓度有机氮化物的工业污水,污水氮含量高并且含有难生物降解物质,可生化性差,采用生物法处理时有机氮转化为氨氮,氨氮含量极高,难以通过硝化作用去除,氨氮超标成为制约生物法处理高含氮有机污水的瓶颈环节。本文以丙烯腈工业污水为研究对象,采用缺氧/两级好氧接触氧化+空气吹脱工艺处理高浓度有机氮污水,研究了系统运行特征和微生物菌群结构特点,优化了吹脱除氨控制条件。连续流实验结果表明,缺氧/两级好氧接触氧化工艺可以有效地去除高浓度有机氮污水的含氮有机物、COD和硝酸盐氮,在整个运行阶段,污水中的丙烯腈、烟酰胺、3-氰基吡啶、COD、硝酸盐氮的去除率分别为99.84%、95.35%、99.96%、70.22%、88.63%。但系统硝化作用能力很差,对氨氮没有去除效果,处理后出水氨氮浓度为进水的4～5倍,浓度高达400～500mg/L。菌群结构分析表明,三个生化处理单元内的细菌多样性和优势菌群有所差别,在细菌多样性方面,二级氧化池>一级缺氧池>缺氧池;在优势菌群方面,缺氧池中变形杆菌门所占比例最大,达到81.84%,一级、二级好氧池的菌落结构较为相似,以放线菌门和变形杆菌门菌为优势菌,其中一级好氧池中放线菌门和变形杆菌门分别占44.07%和34.74%,二级好氧池中变形杆菌门和放线菌门占64.70%和12.06%;在微生物功能方面,三个生化池内均中含有大量可以进行有机物降解、氨化和反硝化作用的细菌,硝化细菌仅在二级氧化池中少量含有,各单元中细菌结构组成特点与其表现出的功能效果一致。吹脱实验结果表明,在温度30℃吹脱条件下,初始pH值、气体流量、吹脱时间等因素对氨氮的去除均有显著影响,因素影响强度大小依次为:污水初始pH值>吹脱时间 > 吹脱气体流量,其中任意两个因素之间的交互作用影响均显著。吹脱的最佳工艺条件为:温度30℃、初始pH10.73、气液比4200,在此最佳吹脱条件下,氨氮的去除率为90.5%,出水浓度小于50mg/L,氨氮指标达到国家二级排放标准。本文实验结果对指导含有机氮污水处理工程实践有一定参考价值。