伴随着日益严重的环境问题和食品安全危机，传统的水产养殖模式已经不完全符合可持续发展的要求。循环水水产养殖系统具有集约化、环境友好等特点，是未来满足人口需求的水产品重要模式之一，处理污水中的氨氮、亚硝氮是循环水养殖系统中的关键步骤。厌氧氨氧化工艺是近几年发展起来的新型脱氮技术，且越来越多的学者在研究厌氧氨氧化工艺，其是将来污水生物脱氮工艺发展的主流。但是目前厌氧氨氧化技术的实际应用还受到较大局限，尤其是在水产养殖领域中的理论研究还不常见。本试验在成功启动厌氧序批式反应器（ASBR）的条件下，探讨了厌氧氨氧化反应器处理循环水水产养殖系统中污水的处理效率及可行性。采用有效体积为4L的ASBR厌氧氨氧化反应器，接种城市污水处理厂的污泥，对厌氧氨氧化反应器的启动进行了研究。运行结果表明：可将反应器启动阶段分为污泥初期适应阶段（1-17d）、污泥表现厌氧氨氧化活性阶段（18-51d）、污泥厌氧氨氧化活性增强阶段（52-85d）及污泥厌氧氨氧化活性稳定阶段（86-117d）4个阶段共117d。反应器稳定后，氨氮、亚硝氮和总氮的去除率分别达到100%、100%和78%，去除的氨氮、去除的亚硝氮、产生的硝氮的质量比率为1:1.31:0.24，出水pH略高于进水pH，并且稳定在7.9-8.5，获得具有红褐色的厌氧氨氧化活性污泥。第117d对污泥进行扫描电镜观察，结果显示菌体呈不规则椭球形，大小不足1μm，并且已经颗粒化。第117d对厌氧氨氧化菌进行16S rDNA部分序列PCR扩增，采用的Pla46rc是浮孢霉类细菌的特异引物，Amx820是厌氧氨氧化细菌的特异引物，结果扩增出800bp左右的条带。以前期启动的厌氧氨氧化反应器为基础，控制进水总氮容积负荷为0.24kg/(m3·d)，氨氮的质量浓度控制在80mg/L左右，亚硝氮的质量浓度在105mg/L左右。通过向稳定运行的反应器中连续添加不同浓度的有机物（葡萄糖），每个梯度运行3个周期，研究TOC对ASBR厌氧氨氧化反应器性能的影响。结果表明，低含量（TOC质量浓度<150mg/L）的有机物可以促进厌氧氨氧化反应器的除氮能力。TOC质量浓度为150mg/L时，TOC去除率为70%，总氮去除率为96%，实现厌氧氨氧化与反硝化协同脱氮除碳。TOC为210mg/L时，出水氨氮为3mg/L，无法满足水产养殖用水。停止添加有机物后，经过一段时间反应器可以自行恢复。以前期恢复的ASBR厌氧氨氧化反应器为基础，考察进水基质比例对厌氧氨氧化反应器运行性能的冲击影响。结果表明：进水亚硝氮的降低对反应器去除氨氮和亚硝氮影响不大。氨氮在两种细菌(好氧氨氧化和厌氧氨氧化)的共同作用下得到去除。进水基质比例变化对总氮影响较大，主要表现为硝氮生成量增加。当进水亚硝氮与氨氮质量比为0.3时，总氮去除率低于50%，反应器受到严重冲击，厌氧氨氧化反应器脱氮失效。重新添加亚硝氮后，经过短暂调整，反应器可以恢复。当反应器重新稳定后，保持进水亚硝氮与氨氮质量比值不变，考察在高负荷稳定运行时降低氨氮负荷对反应器性能的冲击。结果显示进水氨氮由高浓度逐渐降低的过程中，氨氮、亚硝氮去除率稳定且高达100%，但是硝氮生成量逐渐增加。当进水氨氮控制在10mg/L左右时，总氮去除率降低到6.5%，系统脱氮受到严重影响，表明在高负荷情况下运行的厌氧氨氧化反应器，如果长期大幅度降低进水负荷，反应器中微生物会出现“饥饿”现象而导致反应器无法正常脱氮。向低氨（氨氮浓度<10mg/L）废水中加入一定有机物（葡萄糖）后，总氮去除率立即出现上升，当进水TOC质量浓度为90mg/L时，总氮去除率达到90%，有利于反应器的脱氮作用，从而可以说明反应器可以良好的处理模拟水产养殖废水。这为厌氧氨氧化工艺在水产养殖中的应用提供了一定的理论基础。