过量排放的氮元素会造成受纳水体的污染,引起水体富营养化,污水的脱氮处理显得尤为重要。目前,我国城市污水处理厂普遍采用传统生物脱氮工艺,虽然该工艺的应用已经非常成熟,但是其能耗大、占地面积广以及操作流程复杂。厌氧氨氧化过程因脱氮负荷高、污泥产率低和简单经济等优点,被誉为最具开发潜能之一的新型生物脱氮工艺。然而,作为厌氧氨氧化底物之一的亚硝酸盐氮难以稳定获得,厌氧氨氧化菌生长缓慢难以富集培养,有机污染物会对厌氧氨氧化菌产生抑制作用,从而限制了厌氧氨氧化工艺的应用。本文对短程反硝化过程中亚硝酸盐氮的积累进行了研究,分析了Fe(Ⅱ)以及有机碳源对UASB厌氧氨氧化反应系统的影响,运用荧光光谱分析法对厌氧氨氧化过程进行了表征。主要内容及研究结果如下:1.长期运行SBR短程反硝化反应器,并以乙酸钠为唯一有机碳源,探究了初始硝酸盐浓度、不同C/N比条件下以及向反应系统中添加硝酸盐氮对亚硝酸盐氮积累的影响。在SBR反应器运行的90天里,出水水质稳定并积累了较高浓度的亚硝酸盐氮。随着初始硝酸盐氮浓度的增加,亚硝酸盐氮积累速率也将增加。在不同的C/N比条件下,亚硝酸盐氮均出现了较高浓度的积累,亚硝酸盐氮的积累与反应系统中C/N比的关系不大。系统中的反硝化菌会优先选择硝酸盐作为电子受体,其次才是亚硝酸盐。2.改变UASB厌氧氨氧化反应器进水中的亚铁离子浓度,以脱氮效率为主要依据寻求最佳的亚铁离子投加量。适当提高亚铁离子的浓度有助于系统中生物量的增加并促进厌氧氨氧化菌的积累,增强厌氧氨氧化菌的活性。研究表明人工合成废水中Fe(Ⅱ)浓度为5.00 mg/L时,厌氧氨氧化反应器对底物基质的去除效果最佳。三维荧光光谱法结合平行因子分析法可成功解析出反应器出水中的荧光物质,分别为类蛋白质物质和类胡敏酸物质,主要来源于反应器中的微生物进行生命活动以及微生物衰亡所衍生的产物。两种物质荧光得分值的变化情况可以用来反映UASB厌氧氨氧化反应器的脱氮性能。3.通过向人工合成废水中投加有机碳源,研究不同有机物浓度对厌氧氨氧化过程产生的影响。分析结果表明,在稳定运行的UASB厌氧氨氧化反应器中加入少量的有机碳源是可行的,可以增强污泥之间的粘聚力,使其更易形成大的污泥颗粒。厌氧氨氧化菌、好氧硝化菌和异养反硝菌等可以相互共存,共同作用提高反应系统的脱氮效率。4.三维荧光光谱法结合平行因子分析法(PARAFAC)和荧光区域积分法(FRI),可以提高光谱识别的准确性,实现对厌氧氨氧化过程的快速表征。