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厌氧氨氧化反应是在缺氧条件下,厌氧氨氧化菌利用亚硝酸作为电子受体,将氨直接氧化为氮气的过程。利用该反应脱氮具有转化路径短,容积负荷高,无需外加有机物及剩余污泥产生量小等优点,是一种潜在的可持续脱氮工艺。但是厌氧氨氧化工艺存在运行工况不稳定、脱氮不彻底等问题,阻碍了厌氧氨氧化工艺的工程化应用。研究表明,填料添加有助于促进厌氧氨氧化工艺高效稳定运行。作为生物质炭的一种,竹炭不但具有传统填料高比表面积、高疏水性等性质,而且其特殊的理化特性能促进微生物附着生长、提高微生物活性,是一种极具潜力的厌氧氨氧化反应器填料。据此,本研究以竹炭为厌氧氨氧化反应器填料,通过以传统多面空心球填料为对照,就竹炭对厌氧氨氧化反应器脱氮性能的影响进行了分析,并考察了竹炭不同添加量和粒径的影响,初步分析了竹炭影响厌氧氨氧化反应的潜在机理,探讨了竹炭作为厌氧氨氧化反应器填料的可行性。主要研究结果如下：(1)以竹炭和多面空心球为填料,比较分析了两种不同填料对厌氧氨氧化反应器脱氮效果的影响。结果表明,竹炭+成熟厌氧氨氧化污泥(BC)反应器总氮去除率略高于多面空心球+成熟厌氧氨氧化污泥(SP)反应器,硝态氮生成量明显低于SP反应器,两种填料理化性质差异是造成以上差异的主要原因。经过180天的运行,竹炭与多面空心球表面均形成了厌氧氨氧化生物膜,膜上厌氧氨氧化菌菌群多样性没有显著性差异,均以Brocadia sp.40为主。综合分析表明,竹炭更适合作为厌氧氨氧化反应器的填料。(2)以竹炭为厌氧氨氧化反应器的填料,分别比较了竹炭添加量与粒径差别对厌氧氨氧化反应器脱氮性能的影响。结果显示,本研究选择的竹炭添加量与粒径差异对厌氧氨氧化反应器的脱氮性能没有显著性影响。竹炭添加量不足可能是引起竹炭添加量和粒径差别未对厌氧氨氧化反应器脱氮性能产生显著性影响的主要原因。(3)通过血清瓶试验,深入分析了竹炭填料影响厌氧氨氧化反应器硝酸盐代谢的机理。结果表明,对比纯污泥反应,竹炭添加能显著提高厌氧氨氧化污泥对硝态氮的去除量。物料平衡分析显示,异化硝酸盐还原产氨是厌氧氨氧化污泥硝酸盐代谢的重要途径,竹炭添加提升了厌氧氨氧化污泥异化硝酸盐还原产氨能力是导致硝酸盐去除能力提高的主要原因。