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厌氧氨氧化(anaerobic ammonia oxidation,Anammox)工艺是近几十年发展起来的一种可持续、高效生物脱氮工艺。它不需要曝气,也不用投加碳源,即可将废水中的氨氮(NH4+-N)和亚硝氮(NO2--N)转化为氮气除去,并且污泥产量少,处置费用低。为了深化对Anammox工艺运行特性的理论探索,完善Anammox工艺的监测指标体系,推进Anammox工艺的工程应用,本文先后运行R1、R2两个Anammox反应器,在启动的基础上探究Anammox的运行特性,并对颜色空间和微量热技术在Anammox系统中应用的可能性进行了全面深入的探究,主要研究结果如下:(1)以硝化污泥为接种污泥的R1反应器,和以反硝化污泥为接种污泥的R2反应器,启动过程整体上都经历了活性迟滞期、增强期和稳定期。尽管接种污泥不同,但呈现出了相同的规律,都是Anammox活性自无到有,慢慢增强的过程,且都伴随着颗粒化程度的加深。(2)R1在第80天左右时启动成功,NH4+-N去除率、NO2--N去除率、总无机氮(TIN)去除率以及容积去除速率分别稳定在92%100%、89%99%、70%86%以及0.1111 kg/(m3·d)0.5043 kg/(m3·d)之间,所达到的最大TIN容积去除速率为0.5043 kg/(m3·d)。系统所能承受的最大基质负荷为NH4+-N 294 mg/L、NO2--N353mg/L。R2启动时间为110天左右,NH4+-N去除率、NO2--N去除率、TIN去除率以及容积去除速率,分别稳定在78%87%,97%99%,77%84%,0.3179kg/(m3·d)0.4406kg/(m3·d)之间,所达到的最大TIN容积去除速率为0.4406kg/(m3·d)。总体上来说,硝化污泥作为接种污泥启动Anammox优于反硝化污泥。(3)高通量测序结果如下:反应器R1污泥样品的Shannon指数:Inoculated>Anammox,Ace指数:Inoculated<2污泥样品的Shannon指数:Inoculated>Cultivated>Anammox,Ace指数:Inoculated1系统中的优势菌群由Phaeodactylibacter(5.66%)属变为Candidatus Anammoxoglobus(19.45%)属;R2系统中的优势菌群由Ottowia(6.92%)属变为Armatimonadetesgp5(10.63%)属,最后变为Candidatus Anammoxoglobus(43.92%)属。二者接种污泥不同,但最终都形成了以脱氮功能为主的Anammox系统,同时也说明Candidatus Anammoxoglobus属是污泥系统中常见的厌氧氨氧化菌。(4)Anammox培养过程中的颜色空间各指标变化跟TIN容积去除速率和分子生物学特征保持一致,即颜色指标也能很好的指示出Anammox启动过程的特征。表明颜色空间、出水水质及微生物群落之间具有很好的相关性。并且,基于颜色空间的冲击指标体系可准确、灵敏的反映出Anammox系统运行条件的变化,故颜色空间可与水质结合,综合研究Anammox污泥系统的特征。(5)在35℃恒温条件下,Anammox污泥的热流曲线呈现先上升后稳定的趋势,未出现特征峰,无法获取微生物代谢参数。因此,微量热技术虽然是一种了解微生物代谢的优良技术手段,但由于厌氧氨氧化菌的特殊性,该技术并不适用于Anammox系统。