本文以ABR为研究对象,对短程硝化和厌氧氨氧化的反应器快速启动及运行影响因素进行了较为深入的研究,主要结论如下:(1)提出了短程硝化工艺快速启动的方法,考察了不同运行参数条件下的短程硝化效果。在CSTR反应器内接种厌氧颗粒污泥,采用连续流进水,在温度为30oC,p H为7.5~8.0,曝气时DO为2~3m/L,间歇缺氧/好氧交替的条件下可以在60d内启动短程硝化工艺。本试验在启动过程中设置了三组缺氧/好氧时间:15min/45min、45min/45min和30min/30min,试验结果表明缺氧/好氧时间比对NO2--N累积率影响较大,缺氧/好氧时间比为30min/30min时,短程硝化效果最好,NO2--N平均累积率可达89.1%。逐步缩短HRT能将反应器内絮状污泥排出,有利于淘洗出NOB;过长的HRT会导致延时曝气,使NO2--N被氧化,进水NH4+-N浓度在100mg·L-1时,最适HRT在4h。该工艺适用于低NH4+-N浓度的短程硝化,进水NH4+-N浓度为50mg·L-1,HRT为3h时,亚硝化率能达到90%以上。(2)考察了厌氧氨氧化反应器的启动特性,研究了厌氧氨氧化协同反硝化脱氮的运行工况。利用ABR反应器在温度为27oC,p H为8,HRT为10h,进水NO2--N/NH4+-N为1.32条件下,在45d内成功启动厌氧氨氧化反应,稳定阶段反应器出水TN平均去除率为83%,此阶段的三氮比ΔNH4+-N:ΔNO2--N:ΔNO3--N为1:1.31:0.27。在利用厌氧氨氧化反应器处理实际污水过程中,进水中不可避免的含有一定量的有机碳。在C/N比为0.5时,有机碳对厌氧氨氧化反应无明显影响;厌氧氨氧化菌与反硝化菌的最佳协同作用条件为C/N=1,此时TN平均去除率为93%;在C/N比为2时有机碳会对厌氧氨氧化菌产生抑制作用,导致TN去除率降低;降低进水COD浓度后,厌氧氨氧化菌能在短时间内恢复活性。考察了厌氧氨氧化与反硝化协同作用对城市污水的处理性能,证明ABR协同脱氮反应器适用于处理城市污水,出水TN浓度为7.5mg·L-1左右,平均去除率达86%。(3)提出了一体化短程硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺,考察了该系统的最佳运行条件。利用ABR的特殊构造,在不同格式内富集了特定的微生物,可以实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化脱氮的目的,ABR除碳系统适用于处理低浓度有机废水,并能抵抗一定的有机负荷冲击,进水COD浓度为200~600mg·L-1跨度范围内,均能保持出水稳定在80mg·L-1左右,使后续的短程硝化-厌氧氨氧化系统进水C/N比维持稳定。通过缩短HRT的方式,提高一体化短程硝化-厌氧氨氧化反应器容积负荷,试验证明一体化反应器最佳HRT为10.5h,TN容积负荷可达0.36kg·(m3·d)-1。考察了不同DO浓度对TN去除的影响,在短程硝化反应器曝气过程中DO为1~2 mg·L-1的条件下反应器可以达到良好的亚硝化效果,亚硝化率能长时间维持90%左右。在温度为30oC左右,PH值为7.5~8,好氧区DO控制在1~2 mg·L-1的条件下,一体化短程硝化-厌氧氨氧化反应器能稳定高效的处理生活污水,可使出水TN由50mg·L-1左右降为10mg·L-1以下,出水COD降至40mg·L-1左右。