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近年来,我国城镇污水处理厂不断增多,废水产生量不断增大,出水水质标准越来越严格。传统的生物脱氮工艺要想实现《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准,将增加较多的经济投入,且基建投资大、运行费用高。CANON工艺作为一种高效脱氮工艺目前主要应用于高NH4+-N、低C/N的废水处理,而对于城镇低NH4+-N废水的研究大多仍处于实验室研究阶段。本论文选择有效容积为5.6 1113的Carrousel 2000氧化沟反应器实现了短程硝化的二次启动并探讨了温度和水力停留时间(HRT)的影响。环境高温条件下,通过限氧控制及投加抑制剂的方式,经过32 d,在中试规模氧化沟中成功启动短程硝化,NAR稳定维持在90%以上。在环境常低温条件下,通过调换曝气措施及投加抑制剂的方式,经过44 d,在中低温情况下完成氧化沟短程硝化的二次成功启动。对第二次启动成功的短程硝化污泥进行高通量测序分析发现,亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)占9.39%。第一次污泥的比氨氧化速率为0.037 kg N/(kg MLSS·d),第二次污泥的比氨氧化速率为0.030 kg N/(kg MLSS·d)。采用有效容积60 L的小试廊道式连续流反应器进行CANON耦合反硝化脱氮工艺初探。CANON耦合反硝化工艺处理实际生活废水,出水NH4+-N均值为1.41 mg/L,出水TN均值为3.55 mg/L,TN去除率均值为83.93%,达到一级A标准。在中试氧化沟中投加ANAMMOX污泥和填料,经过9个周期(9 d)的培养驯化,成功启动CANON工艺,进水NH4+-N为40 mg/L左右,出水NH4+-N均值为2.81 mg/L,出水TN均值为7.80 mg/L,TN去除率均值为82.17%,达到一级A标准。对反应器中游离污泥和填料生物膜样品脱氮活性分析发现,游离污泥和填料生物膜的AnAOB对TN的去除负荷分别为0.018 g/gVSS·d和0.110g/gVSS·d。试验探讨曝气时间比对CANON工艺脱氮性能的影响,为保证较低的出水NH4+-N和TN值,建议采用1 h/1 h的曝气/非曝气时间比。之后采用CANON工艺处理实际生活废水,构造CANON耦合反硝化工艺。经过5 d的调试,出水NH4+-N、TN和COD均达到一级A排放标准。污泥活性试验分析发现,填料上AnAOB依然是优势菌种,游离污泥和填料生物膜的AnAOB对TN的去除负荷分别为0.017 g/gVSS·d和0.089 g/gVSS·d。反应器运行期间探讨了水力停留时间(HRT)和曝气时间比对工艺脱氮性能的影响,HRT为15 h、3 h/1 h的曝气/非曝气时间比为中试氧化沟中CANON耦合反硝化工艺的最优运行参数。