南方离子型稀土在开采的过程中由于使用大量的硫铵浸矿剂，导致矿区范围产生大量含氨氮的矿山尾水，严重污染矿区及流域的地表水环境，控制稀土矿山尾水污染已经成为离子型稀土矿聚集区最为迫切需要解决的环境难题之一。离子型稀土矿山尾水有机碳源极缺，低C/N特征明显。传统的硝化-反硝化生物脱氮技术虽可应用于此类废水的处理，但需投加大量的甲醇或其他有机碳源，导致处理成本高昂，因此，迫切需要研究应用新的废水生物脱氮技术来破解此难题。厌氧氨氧化（ANAMMOX）作为一种新型生物脱氮过程，具有能耗低、效能高、无需外加有机碳源等优点，是一项非常有前景的新型生物脱氮技术。本文以离子型稀土矿山尾水为研究对象，研究亚硝酸盐型厌氧氨氧化工艺和硫酸盐型厌氧氨氧化工艺对此类废水的脱氮性能，并借助高通量测序技术探讨反应器功能菌群结构变化与脱氮效能之间的联系，以期为应用厌氧氨氧化技术处理离子型稀土矿山尾水提供理论依据和技术支撑。主要研究内容及结论如下：
　　（1）采用课题组自行设计的多孔板厌氧反应器，接种培养成功的厌氧氨氧化污泥和好氧污泥的混合污泥，在63 d 内就实现厌氧氨氧化反应器的快速启动，稳定运行阶段能够达到总氮负荷1.08 kg/(m3?d)，氮去除负荷0.97 kg/(m3?d)的处理能力。同时，经过124 d的运行，污泥性质发生了明显变化，污泥颜色由黄色逐渐转变成桃红色，且反应器内部出现颗粒污泥，行结束后粒径大于2.0 mm的污泥占比达到9.7%，表明多孔板厌氧反应器有利于污泥颗粒化。高通量测序结果表明：污泥中Candidatus Kuenenia为优势菌，占比达到 25.46% ，同时反应器内也存在少量的Candidatus Brocadia，表明在本研究基质浓度下Candidatus Kuenenia能够被较好的富集。
　　（2）本研究采用逐步降低NO2-浓度的方法，使SO42-成为厌氧氨氧化的电子受体，实现了硫酸盐型厌氧氨氧化的启动。进水NH4+-N、SO42--S的浓度分别为150 mg/L、513 mg/L，HRT为10 h的条件下，NH4+-N和SO42--S平均去除量为82.8 mg/L、84.7 mg/L，平均氮、硫转化摩尔比为2.24。反应过程中有大量的NO3--N生成，同时有少量NO2--N生成，整个运行过程，污泥颜色逐渐变黄，同时，反应出水pH始终低于进水pH，说明该反应是一个消耗碱度的反应。高通量测序结果表明：随着反应器的运行占有较大比例的Candidatus Kuenenia减少了 5.19%。同时一些微生物所占比例逐渐增加，如 Armatimonadetes_gp5、Gemmatimonas、Candidatus Anammoxoglobus、Bacillales等，具有硫酸盐还原氨氧化反应的功能细菌很可能与它们有关。同时还存在大量的未分类细菌或功能不明确的微生物，它们在脱氮除硫过程中所起到的作用，需要做进一步挖掘和分析。
　　（3）研究了进水负荷、pH以及温度对两种不同Anammox反应的影响。提高进水负荷对两种不同厌氧氨氧化的脱氮效率均有下降趋势，随着反应器的持续运行，在高浓度的基质条件下，亚硝酸盐型厌氧氨氧化菌能够逐渐适应高浓度的基质条件并提高脱氮效率。在高基质条件下，硫酸盐型厌氧氨氧化NH4+-N去除效果稳定，而SO42--S的去除受到影响；亚硝酸盐型厌氧氨氧化反应最适pH为7.5~8.0，硫酸盐型厌氧氨氧化最适pH为8.0~8.5，较高的pH浓度会对两种厌氧氨氧化功能菌产生抑制作用；亚硝酸盐型厌氧氨氧化反应的最适温度为35℃，硫酸盐型厌氧氨氧化反应的最适温度为30℃。温度降低会影响两种厌氧氨氧化反应的脱氮性能。