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与传统硝化反硝化相比,部分亚硝化-厌氧氨氧化(PN-ANAMMOX)具有需氧量少、无需有机碳源、污泥产率低、高效等特点,因此PN-ANAMMOX被视为一种经济、环保的脱氮工艺。但由于厌氧氨氧化工艺的高效脱氮性能是建立在具有稳定且符合比例要求的基质浓度的前提上的,因此就需要亚硝化作为前端处理工艺。本论文就以获取稳定且符合厌氧氨氧化工艺进水要求的出水为目的,分别探讨了半硝化反应的启动、稳定运行和曝气量、pH、化学抑制剂对亚硝化实验的影响,并对每一阶段末的微生物群落进行生物多样性分析。利用普通市政污水处理厂的好氧与缺氧池混合污泥作为种泥,在温度30±1℃、进水pH在7.5以上、DO在0.3mg/L左右的情况下;逐步增加进水氨氮与碳酸氢盐浓度并且配合适当减少水力停留时间,经过19天成功启动亚硝化反应(以亚硝化率达到50%为限),经过37天亚硝化率可以达到80%以上;为了进一步提升亚硝化率,在42～55天之内,向反应器内间歇投加5mmol/L氯酸钾;在65天的时候改加联氨作为硝化反应的选择性抑制剂,经过大约90天的反复调试运行使得出水中氨氮与亚硝态氮的摩尔比近似1:1,基本符合厌氧氨氧化工艺进水需求。通过Miseq测序结果发现:氨氧化菌(AOB)在添加氯酸钾之后,已经成为优势菌种,所占比例为54.99%;在添加联氨之后,AOB所占比例能够达到63.92%,其中包括Nitrosomonas_sp和Nitromomons europaea这两种亚硝化菌;只有痕量亚硝酸盐氧化菌(NOB)的存在。利用富集之后的亚硝化污泥作为种泥,通过空白对照试验分别考察了 pH和DO等单因素对AOB的影响,其结果发现pH的最适范围为7.5～8.0;DO平均值在1.0mg/L左右为最佳试验条件;并且DO不能一直处在0.3mg/L以下,否则系统对氨氮的转化效率非常的低。除此之外,当AOB在群落中成为优势细菌之后,可以增加曝气量,相应提高AOB的生长速率及其活性;不含有机物的进水所培养出来的自养亚硝化细菌主要是 Nitrosomonas。探究了选择性抑制剂氯酸钾对亚硝化污泥中AOB及其生物群落的影响。利用富集之后的亚硝化污泥接种,通过30天单因素空白对照试验的结果发现:添加10mmol/L氯酸钾直接导致反应器内亚硝化污泥浓度明显下降,添加3、5、7mmol/L氯酸钾不会对污泥浓度造成不利影响。生物多样性分析结果发现:添加3mmol/L和5mmol/L氯酸钾都使微生物群落中AOB所占的份额有所增加,但是添加7mmol/L氯酸钾会使群落中AOB所占比例下降。结合半亚硝化实验的生物多样性分析的结果来看:在生物物种丰富的前提下,间歇添加5mmol/L的氯酸钾两周,可以使AOB在短期之内迅速成为混合菌群中的优势菌群。但是,在低溶解氧的条件下,添加氯酸钾容易使抗逆性强的厌氧绳菌属在生物群落中大量繁殖。联氨是厌氧氨氧化反应的中间产物,添加少量的联氨对厌氧氨氧化具有强化作用,所以它不会对后续工艺产生不良影响,相对于氯酸钾而言更具合理性。利用富集后的亚硝化污泥接种,通过30天单因素空白对照试验,结果发现间歇添加5、10、15mg/L联氨的反应器内,AOB的所占百分比均高于空白对照组,由此说明联氨对亚硝化污泥中AOB的生长具有一定的促进作用,其中添加5mg/L联氨的效果最佳,并且发现增加厌氧搅拌时间段有利于亚硝酸盐的生成,厌氧反应时间段前置与后置没什么明显的区别。