近年来,低能耗、高效率的新型生物脱氮工艺发展迅速,特别是短程硝化-反硝化以及短程硝化-厌氧氨氧化工艺,其在耗氧量和有机碳源的使用上相比于传统脱氮技术大幅度减少,符合当前可持续发展的理念。短程硝化工艺作为两者的前端工艺,也是关键的和限制性的一步。因此本文围绕高浓度的含氮废水,以实现短程硝化的启动和稳定运行为研究内容,从实验和动力学模拟两个方面来探究成功实现稳定短程硝化的策略方法。本研究构建了膜曝气短程硝化的系统,通过连续流和序批式（Sequencing Batch Reactor,SBR）两种不同的运行方式,优化了短程硝化的启动和运行。以连续流方式启动时,在pH为7.5,DO为0.8mg/L,游离亚硝酸浓度为0.1mg/L左右的条件下,依靠DO以及游离亚硝酸的抑制,在57d内实现95%以上的稳定的NO2--N的积累,氨氮的去除负荷为320 mg·L^-1·d^-1;在以连续流成功启动的基础上,梯度升高DO的浓度,发现系统具有一定的稳定性但曝气时间过长会破坏这种稳定性,因此为了实现短程硝化的稳定运行,需要在运行过程中实时控制DO的浓度;对于失稳系统的调控,逐渐降低pH,后实现了 90%左右的NO2--N的积累。以序批式方式启动时,在DO为0.8mg/L左右的条件下,控制进水pH为8.15并逐渐减少至5.5,依靠每个周期内前期DO以及游离氨抑制,后期DO以及游离亚硝酸抑制,在30d内实现了亚硝酸盐90%以上的积累,氨氮的去除负荷为267.33 mg·L^-1·d^-1。其中游离亚硝酸的浓度达到了 6.59mg/L,并没有对氨氧化细菌（AOB）产生较大的抑制。两种启动方式,均成功实现90%以上的亚硝酸盐的积累,具有一定的工程应用前景。基于对膜曝气短程硝化的启动运行研究,本文以ASM3模型作为基础,建立了膜曝气短程硝化动力学模型,模型共包含4个过程、7种组分以及15个参数。同时,通过实验数据对模型进行验证,得出该模型对于短程硝化的模拟效果较为良好。基于验证有效的动力学模型,本研究通过AQUASIM软件分别探究了 DO、pH、温度、氨氮浓度对于短程硝化的影响。通过比较不同因素对于短程硝化的速率影响得出,在一定的范围内,氨氮的氧化速率会随着DO浓度的升高而升高;在pH为5～9的范围之内,反应速率会随着pH的升高而升高;10～35℃之间,氨氧化速率也随着温度的升高而升高,。综合较高的反应速率和较高的亚硝酸盐转化率,当体系处于硝化转向短程硝化的过程时,DO适宜为0.5～1mg/L,pH适宜在8～9之间;当体系处于稳定的亚硝化阶段时,DO适宜为1～3mg/L,pH适宜在7～8左右。对于低温低浓度的城市污水,较难控制条件实现短程硝化,通常采用中温富集AOB来补充主流;对于高温高浓度的污泥消化液,则较易实现短程硝化。上述的模拟参数为短程硝化的实际运行提供了一定的理论指导。