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全程自养脱氮(CANON)工艺是一种新型的生物脱氮工艺。相较于传统脱氮工艺,CANON工艺具有无需外加碳源、节省曝气量、污泥产量低等优点。但现阶段CANON工艺的研究主要在实验室中进行,实际污水处理厂中CANON工艺的运行报道极少。CANON工艺工程应用的难点在于大量的厌氧氨氧化菌接种量以及常温低氨氮条件下亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性的抑制。针对CANON工艺的难点,试验在污水处理厂室外进行CANON工艺小试研究。以污水厂A/O除磷工艺出水为基质,接种亚硝化和厌氧氨氧化污泥,启动并运行CANON工艺小试反应器,研究污水处理厂CANON小试启动及NOB抑制策略。试验比较了两种CANON滤柱的启动方式:R1全部装填成熟的厌氧氨氧化滤柱填料(简称厌氧氨氧化滤料,下同),接种亚硝化絮状污泥启动CANON生物滤柱;R2按2:1的质量比混合厌氧氨氧化滤料和成熟亚硝化滤柱填料(简称亚硝化滤料,下同)后直接装填启动。R1和R2进水均为污水处理厂A/O工艺出水,水温15~21℃,氨氮浓度为35~55mg/L。R1和R2分别用37d和19d使反应器氨氮去除率稳定在95%左右,并且总氮去除率大于70%。运行100d后,反应器出水几乎不含氨氮,但由于NOB的增殖,R1和R2最大出水总氮为15.8和12.1 mg/L。R1中NOB增殖更为严重,而R2出水总氮浓度长期满足了国家一级A排放标准。混合滤料的启动方式减少了2/3厌氧氨氧化菌接种量,加速了反应器的启动,更好的抑制NOB,实现出水氨氮和总氮浓度长期达到排放标准。CANON生物滤柱启动成功后,由于NOB过量增殖导致出水总氮浓度大幅度升高,R1反应器出水总氮浓度超过了一级A排放标准,须采用NOB抑制策略以维持CANON工艺稳定运行。针对CANON工艺中NOB过量增殖导致出水总氮浓度超过一级A排放标准的问题,在R1反应器中研究高氨氮负荷、反冲洗、厌氧运行对滤柱中NOB的影响。结果表明:NOB对高氨氮负荷有适应性,进水氨氮负荷为0.60kg/(m~3·d)时,连续运行80d后总氮去除率在65%左右,最大出水总氮浓度为15.8mg/L,超过一级A排放标准;反冲洗可以洗脱CANON工艺中的NOB,反冲洗后滤柱连续40d出水总氮浓度小于10.5mg/L;厌氧运行对NOB抑制作用大而对AOB影响较小,从厌氧运行恢复至低曝气稳定运行后,连续40d以上总氮去除率大于80%,最大出水总氮浓度为9.5mg/L。高氨氮负荷抑制作用有限,厌氧运行需要投加亚硝酸盐,在工程应用中可行性不高。反冲洗成本较低、对NOB的抑制作用明显,理论上可以通过周期性反冲洗维持污水处理厂CANON工艺稳定运行。为研究周期性反冲洗对CANON工艺的影响,在第129、169和213d对R2滤柱进行反冲洗。结果表明:反冲洗后,反应器长期总氮去除率大于70%,出水总氮浓度小于12.0 mg/L。出水氨氮和总氮浓度达到了一级A标准,NOB得到了有效的抑制。同时,反冲洗几乎不会影响滤层结构,对滤料生物膜厚度和功能微生物活性影响较小,对NOB抑制作用较大。通过周期性反冲洗维持CANON工艺稳定运行有一定的可行性。