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氮素污染给人类和环境带来了极大的危害。短程硝化/厌氧氨氧化工艺作为污水脱氮处理的工艺之一，包含AOB主导的氨氧化过程及AnAOB主导的Anammox过程，处理成本低、脱氮效率高，应用前景广阔。在脱氮过程中，通过固定化技术将微生物固定，可有效防止菌体流失，提高抗冲击性能，具有效率高、反应易控制等优点。本文针对短程硝化及Anammox过程的启动及运行的问题，分别进行了试验，以期为一体化工艺的应用提供一定的理论支持。试验的主要结论如下：
（1）选择不同载体材料进行了6种硝化污泥包埋颗粒的制备，包括水性聚氨酯（waterborne polyurethane,WPU）、聚乙烯醇（polyvinyl alcohol,PVA）、海藻酸钠（sodium alginate,SA）、聚乙二醇（polyethylene glycol,PEG）、聚丙烯酰胺（polyacrylamide,PAM）等。对6种包埋颗粒进行特性表征，结果表明WPU包埋颗粒具有良好的机械强度和极高的稳定性。测定氨氮在WPU包埋颗粒内的有效扩散系数（De）值为0.313×10-9m2/s，表明WPU包埋颗粒在反应中可保持良好的通透性，并可为菌体抵御外界环境的影响提供一定的缓冲，保证微生物的活性。
（2）成功制得硝化污泥包埋颗粒后，通过批次试验对短程硝化过程的影响因素进行探究。首先，阶段性地改变进水NH4+-N浓度，在100mg·L-1的进水浓度下实现了稳定的脱氮过程。其次比较曝气方式对反应过程的影响，在好氧10min/缺氧20min间歇曝气下，达到了较好的效果。在6种不同盐度（0、5、10、20、30、50g·L-1）下的批次试验结果表明，包埋颗粒可以逐步适应盐环境，高盐会对AOB和NOB的活性造成抑制，但在10g·L-1的盐度下，氨氮去除率（nitrogen removal rate,ηA）可达到55%以上，亚硝态氮积累率（nitrite accumulation rate,NAR）可达到90%。在不同进水NH4+-N浓度和盐度下确定短程硝化反应的最优曝气时间，试验发现曝气时间8h时反应效果最佳。
（3）选取最优反应条件进行连续流UASB短程硝化反应器的启动试验。在进水NH4+-N浓度为100mg·L-1、间歇曝气时间为好氧10min/厌氧20min及曝气时间为8h的运行条件下，启动UASB反应器。初始运行时系统的脱氮效果不稳定，在第15d向反应器内投加10g·L-1的NaCl，经过驯化培养从第20d开始NAR逐步升高，并可达到81.03%，初步实现了反应器的启动。对启动反应器的包埋颗粒进行基质动力学分析。采用Haldane模型对包埋颗粒的动力学特性进行描述，并对测得的实验数据进行线性拟合，得到包埋颗粒的最大氨反应速率(SAA-NH4+-N)为1.98kg·(kg·d)-1，对氨的半速率常数为1.60mmol·L-1，氨的半抑制常数为468mmol·L-1，表明颗粒对基质的亲和力较大，有利于反应的进行。
（4）研究添加盐度对Anammox过程稳定性的影响，并进行微生物分析。盐度从0g·L-1逐步提升到10g·L-1时，系统经过短期的盐度驯化均可实现较好的NH4+-N和NO2--N去除，且NH4+-N和NO2--N的去除速率与NO3--N的生成速率比值与其理论值（1∶1.32∶0.26）十分接近，实现了稳定的Anammox过程。当盐度由10g·L-1提高到15g·L-1时，Anammox过程受到了明显的抑制，细胞代谢功能紊乱。由微生物群落结构的结果分析可得，AnAOB所属的浮霉菌门（Planctomycetes）在10g·L-1和15g·L-1盐度下分别为31.2%和10.7%。在属水平下，Candidatus Brocadia的丰度10g·L-1盐度下达到20.6%。而15g·L-1盐度下丰度小于1%，表明在10g·L-1的盐度下可维持较好的微生物活性。
（1）选择不同载体材料进行了6种硝化污泥包埋颗粒的制备，包括水性聚氨酯（waterborne polyurethane,WPU）、聚乙烯醇（polyvinyl alcohol,PVA）、海藻酸钠（sodium alginate,SA）、聚乙二醇（polyethylene glycol,PEG）、聚丙烯酰胺（polyacrylamide,PAM）等。对6种包埋颗粒进行特性表征，结果表明WPU包埋颗粒具有良好的机械强度和极高的稳定性。测定氨氮在WPU包埋颗粒内的有效扩散系数（De）值为0.313×10-9m2/s，表明WPU包埋颗粒在反应中可保持良好的通透性，并可为菌体抵御外界环境的影响提供一定的缓冲，保证微生物的活性。
（2）成功制得硝化污泥包埋颗粒后，通过批次试验对短程硝化过程的影响因素进行探究。首先，阶段性地改变进水NH4+-N浓度，在100mg·L-1的进水浓度下实现了稳定的脱氮过程。其次比较曝气方式对反应过程的影响，在好氧10min/缺氧20min间歇曝气下，达到了较好的效果。在6种不同盐度（0、5、10、20、30、50g·L-1）下的批次试验结果表明，包埋颗粒可以逐步适应盐环境，高盐会对AOB和NOB的活性造成抑制，但在10g·L-1的盐度下，氨氮去除率（nitrogen removal rate,ηA）可达到55%以上，亚硝态氮积累率（nitrite accumulation rate,NAR）可达到90%。在不同进水NH4+-N浓度和盐度下确定短程硝化反应的最优曝气时间，试验发现曝气时间8h时反应效果最佳。
（3）选取最优反应条件进行连续流UASB短程硝化反应器的启动试验。在进水NH4+-N浓度为100mg·L-1、间歇曝气时间为好氧10min/厌氧20min及曝气时间为8h的运行条件下，启动UASB反应器。初始运行时系统的脱氮效果不稳定，在第15d向反应器内投加10g·L-1的NaCl，经过驯化培养从第20d开始NAR逐步升高，并可达到81.03%，初步实现了反应器的启动。对启动反应器的包埋颗粒进行基质动力学分析。采用Haldane模型对包埋颗粒的动力学特性进行描述，并对测得的实验数据进行线性拟合，得到包埋颗粒的最大氨反应速率(SAA-NH4+-N)为1.98kg·(kg·d)-1，对氨的半速率常数为1.60mmol·L-1，氨的半抑制常数为468mmol·L-1，表明颗粒对基质的亲和力较大，有利于反应的进行。
（4）研究添加盐度对Anammox过程稳定性的影响，并进行微生物分析。盐度从0g·L-1逐步提升到10g·L-1时，系统经过短期的盐度驯化均可实现较好的NH4+-N和NO2--N去除，且NH4+-N和NO2--N的去除速率与NO3--N的生成速率比值与其理论值（1∶1.32∶0.26）十分接近，实现了稳定的Anammox过程。当盐度由10g·L-1提高到15g·L-1时，Anammox过程受到了明显的抑制，细胞代谢功能紊乱。由微生物群落结构的结果分析可得，AnAOB所属的浮霉菌门（Planctomycetes）在10g·L-1和15g·L-1盐度下分别为31.2%和10.7%。在属水平下，Candidatus Brocadia的丰度10g·L-1盐度下达到20.6%。而15g·L-1盐度下丰度小于1%，表明在10g·L-1的盐度下可维持较好的微生物活性。