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厌氧氨氧化(ANAMMOX)作为新型生物脱氮工艺,具有节约能耗、污泥产量低、脱氮效率高等优点,已经成功应用于污泥水、渗滤液等高氨氮废水处理。如何将ANAMMOX应用于城镇污水的脱氮处理是目前国内外的研究热点,而部分反硝化(PD)与厌氧氨氧化联用是可能的途径。本研究首先以乙酸钠为碳源,在低碳氮比(COD/NO3--N=2.5)的条件下富集具有部分反硝化功能的微生物;然后,运行以Feed-batch方式工作的厌氧氨氧化反应器,获得厌氧氨氧化菌;最后,采用培养的部分反硝化菌和厌氧氨氧化菌进行耦合,探讨厌氧氨氧化与部分反硝化联合处理低浓度氨氮废水的可行性。主要结论如下:(1)通过控制反应时间与污泥龄两种策略,在低碳氮比(COD/NO3--N=2.5)的条件下,实现了部分反硝化,从而达到NO2--N的稳定积累。NO2--N的积累率高达94.98%,硝酸盐的最大还原速率为240.02 mg·gVSS-1h-1,亚硝酸盐的最大积累速率为235.86 mg·gVSS-1h-1。(2)在总氮(TN)负荷为2.392.76 kg(m3·d)-1的条件下,厌氧氨氧化反应器的NH4+-N去除率为99.23%±3.02%,NO2--N去除率为99.31%±3.05%,TN的去除率89.70%±3.18%。厌氧氨氧化菌的NH4+-N、NO2--N消耗量与NO3--N生成量之间的化学计量数之比为1:1.32:0.21。厌氧氨氧化污泥颜色呈红色,形状近似椭球状,表明不光滑,颗粒化程度良好。荧光原位杂交(FISH)表明污泥中优势菌群为厌氧氨氧化菌。(3)间歇实验结果表明,部分反硝化菌与厌氧氨氧化菌形成的耦合系统可有效去除废水中的NH4+-N和NO3--N。当NO3--N/NH4+-N比分别为0.8、1.0、1.2、1.6时,TN去除率分别为73.20%、87.89%、96.42%、91.98%,最佳NO3--N/NH4+-N比为1.2。(4)以最佳NO3--N/NH4+-N比进行的连续实验结果表明,进水NH4+-N浓度在2040 mg·L-1时,NH4+-N、NO3--N和TN的平均去除率分别为86.50%、95.20%和94.88%,厌氧氨氧化与部分反硝化耦合系统运行稳定。除部分反硝化菌和厌氧氨氧化菌之外,污泥中还存在着异养亚硝酸还原菌,且与厌氧氨氧化菌竞争部分反硝化菌产生的亚硝酸,进水硝氮的84.3%通过厌氧氨氧化途径转化为氮气,剩余15.7%通过异养反硝化途径转化为氮气。