中国是尿素生产大国,尿素年产量常年稳居世界第一。2020年国内尿素产量已达7000多万吨,而每生产1吨尿素大概会产生0.5吨废水。随着中国对环境保护的要求越来越严格,现在要求尿素厂排放尿素的最大浓度也从之前的100 mg/L降低为10 mg/L。在国际上最成熟和通用的尿素处理方法是热力学水解法,这样处理后的废水其尿素和氨氮含量都可达标排放,但是处理成本非常高,一般仅被中大型尿素生产厂采用。而国内尿素一半的产量都来自中小型尿素企业,它们采用的工艺大多为水溶液全循环法,排放的废水中尿素和氨氮含量绝大部分被脱除,但达标不易,采用热力学水解法处理不仅投资费用高且运行费用昂贵。但若采用新型生物水解法,不仅能使废水达标排放,而且运行和基建费用都极低。本研究运用尿素SBR-厌氧氨氧化组合生物工艺,先在好氧的条件下利用自氧菌将SBR中的尿素全部水解生成NH3和CO2,然后SBR中的氨氧化菌（AOB）将部分NH3转化成NO!",且使系统中亚硝酸氧化菌（NOB）活性被抑制,出水只有NO!"和NH#$,再通过控制溶解氧和碱度使得出水NO!"/NH#$比值在1-1.32左右,最后将符合条件的SBR出水引进到ANAMMOX反应器中进行脱氮处理,从而实现尿素废水无害化处理。本研究先是对SBR中尿素实现同步水解与亚硝化的机制进行研究。在尿素水解性能方面,SBR最高能处理进水为2000 mg/L的尿素废水,出水尿素在10 mg/L以下。在正常运行阶段尿素的去除率高达98%以上,尿素的去除负荷（以凯氏氮计）达1.868 kg N/（m~3·d）;而在亚硝化能力方面,SBR中的亚硝氮积累速率随着进水尿素浓度增加也上涨至0.9847 kg N/（m~3·d）,使得SBR的出水NO2~2/NH4+在1以上。在尿素水解机制方面,通过对SBR中尿素水解特性和硝化性能研究,发现SBR中对尿素水解起主要作用的是Gemmatimonadetes菌、AOB中的Nitrosospira菌和Nitrosomonas.nitrosa菌。其中在人工调控p H为酸性环境的SBR中富集起来的是AOB中的Nitrosospira菌和Gemmatimonadetes菌。在此情况下SBR的尿素水解能力可达2000 mg/L,推测它们水解尿素的机制是通过在胞内大量富集尿素后,然后利用胞内脲酶将其水解成NH3和CO2,Nitrosospira菌随后直接将胞内生成的NH3转化为NO!",而Gemmatimonadetes菌则从尿素水解中获得能量并将胞内的NH3释放到水体中供AOB利用;在未经人工调控p H的尿素SBR中,通常会实现Nitrosomonas.nitrosa菌和Gemmatimonadetes菌的大量富集。此情况下当进水尿素浓度达到1000 mg/L时,系统的尿素水解能力已经达到上限,继续提高进水浓度会使得SBR出水尿素升高,且系统的硝化性能也会下降。通过对典型周期连续取样的分析发现此系统中氨氮和p H都有骤升再降低的趋势,因此推测此系统内的尿素主要是被胞外脲酶水解。高通量测序的结果也印证了以上猜想,在未经过人工调控p H为酸性环境的SBR中,富集起来的优势菌为Nitrosomonas菌和Gemmatimonadetes菌,相对丰度分别为7.3%和17.4%。在调控p H后,优势菌转变为Nitrosospira菌和Gemmatimonadetes菌,相对丰富为36.4%和14%,此时Nitrosomonas菌的相对丰度下降到了1.09%,此结论说明在酸性环境下使Nitrosospira菌富集能够提高尿素废水的处理负荷。在尿素SBR耦合厌氧氨氧化脱氮性能研究方面,该组合工艺最高实现了1.08kg N/（m~3·d）的总氮脱除速率,相当于尿素处理能力为2.313 kg/（m~3·d）。最终进水总氮浓度达到550 mg/L,总氮去除率稳定在82-85%,氨氮去除率稳定在96-98%,这说明采用SBR耦合ANAMMOX工艺对尿素废水进行脱氮处理是可行的。