煤制乙二醇产业的发展,改变了传统煤化工行业粗放式的生产模式,同时也带来了一系列的环境问题。为了研发处理煤制乙二醇废水的新工艺,使其达到国家排放标准,本文利用泥膜共生一体式厌氧氨氧化工艺(IFAS-CANON,Integrated Fixed-film Activated Sludge process-Completely autotrophic nitrogen removal over nitrite),进行了小试,中试以及示范工程的研究。通过分析脱氮效能,对比中试及示范工程微生物的群落结构特征,探究CANON工艺处理煤制乙二醇废水的可靠性和稳定性,为煤制乙二醇废水的处理以及CANON工艺的推广提供了实际支撑。(1)通过为期20天的小试研究,发现IFAS-CANON工艺的脱氮负荷最终稳定在0.25 kg/m3/d,且有望进一步提高,证明了 IFAS-CANON工艺的可行性;而颗粒污泥解体死亡,反应器脱氮效能迅速恶化,表明颗粒一体式厌氧氨氧化不适合处理煤制乙二醇废水。(2)通过为期150天的中试实验,验证系统的稳定性和可靠性。经过14天的运行,脱氮负荷稳定在0.1 kg/m3/d以上,成功启动了 IFAS-CANON工艺,在第77天,脱氮负荷达到最高0.58kg/m3/d;在第82天,系统受到高浓度NO--N抑制后,调整反应条件,在第92天成功恢复了脱氮作用,脱氮负荷达到0.21 kg/m3/d;第123-145天为高浓度NO2--N进水阶段,这一阶段主要是反硝化脱氮作用占主导,系统脱氮负荷稳定在0.4 kg/m3/d。为期148天的示范工程中,第51天开始,脱氮负荷达到0.1 kg/m3/d以上,成功启动了 IFAS-CANON工艺;第111天开始,系统进入稳定期,脱氮负荷维持在0.15-0.24 kg/m3/d。(3)通过高通量测序分析了中试系统和示范工程主要功能菌在门、纲、属水平上的丰度,均发现IFAS-CANON工艺的主要功能菌分布在不同形式的污泥中,厌氧氨氧化菌富集在生物膜填料上;反硝化菌和亚硝化菌富集在悬浮泥中。区别是,中试系统发现厌氧氨氧化菌Ca.Brocadia占绝对优势,而示范工程中厌氧氨氧化菌Ca.Kuenenia成为优势菌属,这与亚硝酸盐浓度梯度的变化有关。