厌氧氨氧化脱氮工艺是近年来新开发工艺,具有无需曝气量,无需外加有机碳源,降低污泥产率,无二次污染,脱氮效率高等优点,具有良好的应用前景。然而,对于污水的脱氮工艺主要关注在高氨氮(>500 mg N/L)工业水处理方面,对于低氨氮(<100 mg N/L)生活污水方面研究较少,因此,本试验主要研究了在低温条件下,用厌氧氨氧化工艺处理生活污水。本试验首先通过UASB反应器快速启动厌氧氨氧化,富集厌氧氨氧化细菌,并采取逐渐提升负荷的方式,考察启动阶段和提升负荷阶段,厌氧氨氧化菌活性以及沉降性的变化情况。其次,通过海藻酸钠、二氧化硅粉末、碳酸钙粉末和铁粉的添加改善了聚乙烯醇凝胶载体的传质性能。最后,在低温条件下,进行成熟厌氧氨氧化污泥和包埋厌氧氨氧化污泥处理生活污水的对比试验,并对厌氧氨氧化菌活性以及胞外聚合物等多方面进行分析。:采用UASB反应器,接种一部分厌氧氨氧化颗粒污泥和一部分二沉池回流污泥的混合污泥,经过99d的运行,实现了厌氧氨氧化的快速启动。通过逐渐增大进水基质浓度,逐步提高反应器的TN容积负荷,最终进水为氨氮负荷300mg/L、HRT=5h、T=32℃,氨氮、亚硝态氮去除率保持在85%以上,颗粒污泥数量逐渐增多。通过PVA、PVA-SA和PVA-SB三种凝胶载体批式试验表明,PVA-SB小球>PVA-SA小球>PVA小球;厌氧氨氧化活性排序为PVA-SB小球>PVA-SA小球>PVA小球;比表面积排序为PVA-SB小球>PVA-SA小球>PVA小球;相对稳定性的排序为PVA-SA小球>PVA小球>PVA-SB小球;相对机械强度的排序为PVA-SA小球>PVA-SB小球>PVA小球;扫描电子显微镜(SEM)照片显示,PVA-SA和PVA-SB载体内部都存在大孔径结构,这种结构使得凝胶载体具有较高的微生物容纳能力。通过以上六个方面以及实际包埋情况,最终选择PVA-SA载体。通过试验确定最佳包埋厌氧氨氧化菌的制备条件为:PVA浓度为8%、SA浓度为0.6%、二氧化硅浓度为0.4%、碳酸钙含量为0.3%,铁粉含量为3%,饱和硼酸溶液含2%氯化钙,用碳酸钠调节p H为6.7,PVA-SA凝胶载体的操作温度为85℃-90℃。根据以上最佳包埋条件制得的包埋小球粒径平均值为2.5mm;测试机械强度时,经过15d震荡培养依旧保持较好的完整性,表明制得的小球机械强度高、弹性好;测试传质性能时,经过1.5h碳素墨水就浸透到包埋小球的中心,表明传质性能优良。通过批式试验证明,包埋小球的接种量为40%。在逐渐降温降氨氮过程中,投放包埋厌氧氨氧化菌小球的装置要比投放成熟污泥的装置抵抗低温胁迫的能力要强。15℃时包埋厌氧氨氧化菌小球性状分析及强化试验中,HRT为10h时包埋厌氧氨氧化菌小球对氨氮的去除率从59%提升到99%,提升幅度达到67.8%,调整HRT,对这两者的去除有很大影响,污泥去除效果得到强化。在测定蛋白质和多糖的试验中,包埋小球的胞外聚合物(EPS)浓度提高,PN含量明显提高,PS含量下降,包埋小球的PS/PN小于未包埋厌氧氨氧化菌小球的PS/PN,污泥活性和沉降性较未包埋厌氧氨氧化菌小球有所提高。低温情况下,污泥上浮现象有所减少,但是上浮的颗粒污泥粒径较大。在HRT=7h时细菌周围产生的胞外聚合物(EPS)明显更多,而在HRT=10h时,EPS含量明显减少。低温可以刺激菌株产生更多的EPS,以保护自身免受外界低温的伤害,而加大HRT可以提高包埋厌氧氨氧化菌抗低温能力。