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污泥热水解厌氧消化（THP-AD）技术由于其经济性、资源性、减量性成为一种备受关注的污泥处理处置技术,但其产生的污泥热水解厌氧消化液（THPS）由于其氨氮含量高（1500-3000 mg/L）、可生化性低、低COD/N等特点增加了处理难度。厌氧氨氧化（ANAMMOX）技术作为一种经济、环保的自养脱氮技术在处理THPS领域受到了青睐,但基于该技术建立起来的亚硝化（PN）-厌氧氨氧化（ANAMMOX）技术由于启动缓慢、稳定运行困难及其功能菌氨氧化菌（AOB）和厌氧氨氧化菌（AMX）生长缓慢、对环境敏感等问题,影响了其研发脚步以及实际工程应用。而一体式PN-ANAMMOX（简称一体式ANAMMOX）技术具有容积负荷高、工艺简单、工程建造成本及运行成本低廉,N2O产量低等优点,因此本文围绕一体式ANAMMOX处理THPS的命题展开研究。本课题围绕一体式PN-ANAMMOX脱氮工艺处理THPS的命题展开研究。首先研究其启动运行过程的脱氮性能、污泥活性、粒径变化、表观形态及微生物群落结构演替规律等,分析系统失稳原因并在此基础上进行优化。在此基础上,提出了预处理-一体式ANAMMOX耦合工艺,对探究其启动运行过程的脱氮性能,对污泥活性、粒径变化、表观形态及微生物群落结构演替规律进行解析,以期实现预处理-一体式ANAMMOX耦合工艺处理THPS时的高效稳定脱氮。（1）本研究展开了一体式ANAMMOX自养脱氮工艺处理THPS的研究。以中试分离式PN-ANAMMOX工艺现场的PN和ANAMMOX污泥作为接种物,控制pH（7-8.5）、温度（33-35℃）、DO（0.01-0.2 mg/L）、间歇曝气的好氧时间占比（12.5%-100%）,采用配水启动、稀释THPS沼液运行的方式进行。114d的配水启动后,系统总氮去除负荷（NRR）为0.4 kgN/m3/d。采用稀释法进行THPS运行后系统出现NRR波动大（0.07–0.86 kgN/m3/d）、污泥沉降性能不佳等问题,究其原因:一是THPS中COD含量过高,其去除过程对O2的需求抑制了AOB的生长,还导致了异养菌的大量繁殖;二是THPS中含有某些复杂有机质,抑制AOB和Anammox菌的生长繁殖。在此基础上对其进行优化,对进入一体式ANAMMOX系统的THPS进行好氧预处理。（2）展开了预处理-一体式ANAMMOX耦合工艺系统的研究。接种物、pH、温度、DO等控制策略与一体式ANAMMOX工艺相似。一体式ANAMMOX反应器经过166d的配水启动后NRR为0.38kgN/m3/d。预处理段是THPS利用自身碱度进行好氧处理,其出水收集沉淀后取上清液。在预处理-一体式ANAMMOX耦合工艺处理THPS的研究中,进水NH4+为2050mg/L左右,进水COD为3200mg/L左右,出水NH4+在100mg/L上下波动,NO2-保持在1mg/L以下,NRR为1.65kgN/m3/d,总氮去除率为95.12%,COD去除率为70%左右,其中47.49%的COD是由预处理段去除。（3）通过Illuminate高通量测序对微生物种群结构特征进行研究。两个系统的微生物种群在门水平上都主要有Planctomycetes、Proteobacteria、Firmicutes、Bacteroidates、Chloroflexi几个菌门。在属水平上,AMX菌主要有Candidatus Brocadiaceae（B型）和Candidatus Kuenenia（K型）两类。配水启动环境利于K型AMX的生长;一体式ANAMMOX工艺处理THPS运行过程中,B型和K型AMX各约占50%;预处理-一体式ANAMMOX耦合工艺处理THPS过程中AMX菌以K型为主,占AMX菌总数的91.6%。两个工艺中的另一功能菌AOB主要有Nitrosomonas和Betaproteobacteria属。