厌氧氨氧化（Anammox）工艺因拥有成本低和效率高等优点,应用前景十分明朗。但该工艺目前存在许多缺陷,如启动时间长、稳定性差等问题。基于生物载体的污水生物处理工艺可以有效保存生物量,具有更强的抗冲击负荷能力,以此来加速Anammox工艺的启动和稳定运行。常用的生物载体如惰性有机载体由高分子材料制备而成,但这类生物载体存在一些问题,例如结构光滑、表面呈疏水性和电负性、生物亲和性差,导致其不利于挂膜、处理效率低下。本研究通过引入铁来改性无机材料活性炭（AC）和沸石（Zeolite）,制备了多种新型复合载体,并对不同载体进行了表征;探讨了不同复合载体对挂膜和微生物活性的影响;并进一步研究了加入复合载体后亚硝化-厌氧氨氧化（PN/A）一体化工艺的启动性能与处理奶牛场废水的可行性,为Anammox的实际工程应用提供了理论指导。（1）采用铁离子浸渍法将AC和Zeolite进行改性,然后将改性和未改性的无机材料负载至高密度聚乙烯（HDPE）载体上,通过热熔合工艺制备了新型复合载体,对比分析了不同复合载体的物理化学性能、表面性能和吸附性能。实验结果表明,复合载体的亲电性和亲水性显著提高;AC类复合载体的亲电性和亲水性优于Zeolite类复合载体;改性复合载体的亲电性和亲水性优于未改性的复合载体并随铁含量的增加而加强;相比HDPE载体较低的Zeta电位（-39.4 m V）,铁含量为9%的AC复合载体（9wt%Fe AC-HDPE载体）的Zeta电位提高到24.4m V,其4h含水率为HDPE载体的14倍。AC类复合载体具有不规则多孔表面和大量微孔,表面粗糙的结构更容易让微生物附着生长。AC的比表面积和总孔隙体积远大于Zeolite,AC改性后的比表面积和总孔隙体积减小了71.6%和57.1%,但堵塞的多为微孔,对生物膜生长无负面影响。同时,AC对氨氮和蛋白质的吸附能力显著强于Zeolite。以上结果表明新型复合载体具有更佳的性能,能满足水处理用载体性能的基本要求。（2）将不同复合载体和HDPE载体投入短期运行的亚硝化反应器内,然后将不同铁含量的AC类复合载体和HDPE载体投入长期运行的PN/A反应器内,研究了不同载体挂膜速度和生物膜活性的差异性。在亚硝化短期实验中,第21天时6wt%Fe AC-HDPE载体胞外聚合物含量相比HDPE载体提高了160.5%,AC-HDPE载体、3wt%Fe Zeolite-HDPE载体和Zeolite-HDPE载体分别提高了111.9%、83.7%和5.6%;AC类复合载体上氨氧化菌的活性更好,这是因为AC具有促进电子传递的作用。在PN/A长期实验中,前半个阶段生物量增长速率最快的为9wt%Fe AC-HDPE载体,速度为HDPE载体的2.1倍;以第120天的HDPE载体作参照,9wt%Fe AC-HDPE载体、6wt%Fe AC-HDPE载体、3wt%Fe AC-HDPE载体和AC-HDPE载体的蛋白含量分别提高了27%、20%、21%和13%,多糖含量分别提高了19%、26%、19%和4%,氨氧化菌活性分别提高了16%、17%和15%,AC-HDPE载体与其相差无几,Anammox菌活性分别提高了20%、13%、16%和7%。结果表明9wt%Fe AC-HDPE载体具有最多的蛋白质含量和最高的Anammox菌活性,强化了挂膜效果,有利于PN/A工艺的启动。（3）采用高氨氮合成废水并通过低浓度溶解氧和间歇曝气的方式来启动PN/A一体化工艺,研究了添加9wt%Fe AC-HDPE载体后PN/A一体化工艺的启动性能。结果表明在PN/A一体化工艺启动初期时难以保持稳定,这与接种的厌氧氨氧化污泥纯度低有关,经驯化后脱氮性能缓慢恢复,氨氮和总氮去除率最高时分别为65.2%和54%。第62天时通入稀释的牛粪沼液,PN/A一体化工艺的处理性能逐渐变差,经驯化和延长水力停留时间后才逐渐恢复,氨氮和总氮去除率最高时分别为82%和62.2%;此阶段悬浮污泥中的氨氧化菌和Anammox菌的活性大幅度下降,而生物膜降幅较小;菌群分析表明Candidatus Brocadia是反应器内Anammox主要菌属,其丰度出现下降,生物膜的丰度较悬浮污泥下降较少。表明加入复合载体能有效抵御不良水环境的冲击,为PN/A一体化处理奶牛场废水提供了新的策略。