由于传统生物脱氮工艺反硝化过程需要有机碳源作为电子供体,因此在处理低C/N 比废水其面临的主要问题就是有机碳源不足,为克服这一限制性因素却导致能耗大、运行费用高等弊端,难以适应污水处理技术可持续性发展的普遍要求。单级自养脱氮技术就是在不外加有机碳源且在一个反应器内实现脱氮的积极探索,该工艺具有简易、高效、低能耗的显著优点。本论文是在中低氨氮浓度的人工配水中进行的单级自养脱氮工艺试验研究,以掌握该工艺适宜的运行控制条件和初步探讨了自养脱氮可能的机理。在四组生物膜SBR 反应器内以普通好氧活性污泥和厌氧污泥为接种污泥,进行单级自养脱氮工艺运行控制条件的对比试验研究,结果表明:在水温30±2℃时,进水氨氮浓度80～120mg/l,DO 为0.8～1.0mg/l,HRT 为1d 和FA 为1.0mgNH₃/l的条件为系统最优控制条件,运行125d 左右可实现稳定的亚硝化,亚硝化积累率平均为76.9%,系统运行至180d 后系统脱氮率达到约40%,污泥负荷为0.20kgNH₄⁺ -N/kgMLSS·d。微生物镜检显示系统内异养菌被淘汰而自养型细菌开始富集的污泥特征为出现杆状絮体,稳定的亚硝化系统建立并具有一定自养脱氮功能时期的污泥典型特征为花瓣状絮体,此时通过菌种分离鉴别试验发现亚硝酸菌与硝酸菌数量比高达41.5,相对原始接种污泥中亚硝酸菌数量而言增殖了155 倍。从自养脱氮工艺运行和微生物菌种分离试验推测单级自养脱氮工艺很可能为亚硝化和厌氧氨氧化工艺的组合。