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同步反硝化甲烷化能充分利用废水中的有机碳源,在实现生物脱氮的同时回收能源。本文利用间歇及连续流实验研究了单一厌氧反应器中反硝化耦合甲烷化过程。对间歇实验中乙酸钠为电子供体条件下反硝化耦合甲烷化过程进行了数学模拟,明晰了反硝化与甲烷化竞争与耦合机理,通过间歇实验选取合适的电子供体。在间歇实验基础上利用连续流实验在上流式污泥床反应器(UASB)构建SDM体系,探究合适的COD/N、负荷及水力停留时间(HRT),主要结论如下：(1)基于化学计量学与生物力能学确定生化反应的理论反应式,结合multiplicative Monod及non-competitive Monod方程,建立了反硝化耦合甲烷化的数学模型,结果表明该模型能较好分析反硝化耦合甲烷化过程。(2)利用蔗糖、乙酸钠和甲醇为电子供体,探究不同COD/N条件下厌氧颗粒污泥的SDM过程。分析证实乙酸钠和蔗糖为电子供体,COD/N为10时,可达到较好的COD及N去除效果。(3) UASB反应器运行条件设置为：温度(35±1)℃、水力停留时间38.4h,选取乙酸钠和蔗糖为电子供体,构建单一反应器中SDM体系。结果表明,蔗糖为电子供体时,COD/N>4;乙酸钠为电子供体时,COD/N>10可实现甲烷化和反硝化的耦合。(4)采用逐步提高反应器有机负荷(OLR)和氮负荷(NLR),研究了负荷对单一反应器中SDM体系的影响,蔗糖和乙酸钠为电子供体时,反应器所承受的最大OLR分别为6.25和3.125kg/(m3·d),相应的NLR分别为0.625和0.3125 kgN/(m·d)。(5)研究了HRT对单一反应器中SDM体系的影响,结果表明,蔗糖和乙酸钠为电子供体时,实现反硝化耦合甲烷化的最小HRT分别为6.4h和9.6h。