厌氧氨氧化是近年来发展起来的一项新型脱氮技术。由于该工艺具有节约碳源、无需外加碱度、节约曝气量和产泥量少的优点而受到广泛关注。但是其进水半亚硝化问题却成为了制约该工艺的应用瓶颈,尤其是在城市污水亚硝化方面至今仍无突破性进展。因此开发适用于城市污水的亚硝化工艺成为了污水深度处理中一个亟需解决的问题。本课题以城市污水亚硝化为目标,首先对标准的水质半亚硝化——厌氧氨氧化工艺进行了改进,并利用进水分流模型提出水量的部分亚硝化——厌氧氨氧化工艺。该工艺具有降低亚硝化反应器出水要求、系统稳定、能降低系统规模和实际基建和运行费用的优点。其次,本课题提出了一种有别于当今其它亚硝化工艺的新型好氧亚硝化工艺。该工艺采用加热浓缩污泥的方法来抑制反应器中亚硝酸氧化菌(NOB)活性,将反应器的亚硝化效果维持在较高水平。通过试验证实该工艺具有良好的亚硝化性能。另外,本课题通过16组正交试验考察了污泥加热温度、污泥加热时间、曝气时间和污泥龄四个控制因素在各自不同的水平下对新工艺的亚硝化效果存在的影响。同时本课题考察了该新型亚硝化工艺的半亚硝化性能。试验在原来部分亚硝化的基础上将反应时间由8h缩短为4h,出水中亚硝酸氮和氨氮的比值介于1.1~1.2之间,基本满半亚硝化的要求。因此该工艺在技术上具有一定的可行性。第三,本课题对该好氧亚硝化工艺进行了过程分析,发现了亚硝酸氮积累延迟现象——亚硝酸氮的积累总是在反应器中可降解COD被完全降解之后才逐渐出现,被称为亚硝化延迟现象。根据试验结果推测该现象可能是由于某些化学作用消耗了AOB氧化氨氮产生的亚硝酸氮造成,但其真实原因有待进一步研究。最后,本课题对工艺进行了经济计算,并依据经济计算结果进行了工艺优化。新型好氧化工艺在优化前的亚硝化温控成本为4.81元/t生活污水。由于该成本远高于实际应用的承受范围,因此课题通过在两个加热浓缩污泥的周期之间插入适当数目的普通周期来进行工艺优化。优化后的平均亚硝化成本降低为0.24元/t生活污水。因此该工艺具有良好的经济性。