短程硝化反硝化是一种新型生物脱氮工艺,与传统生物脱氮工艺相比,该工艺具有节能、节约碳源、减少水力停留时间的优势,尤其适合处理低C/N或高氨氮废水,但该工艺的运行条件较为苛刻,尤其不易在低浓度氨氮条件下稳定运行。本研究采用SBR反应器,以人工配置氨氮废水为处理对象,系统研究了短程硝化反硝化的启动、实时控制方法,并对微生物群落进行分析,结果如下:以厌氧污泥为种泥,经过29 d的驯化,氨氧化速率由4.69 mg/（L·h）升至27.24mg/（L·h）,具备了良好的硝化能力。控制pH为8、溶解氧（DO）为0.1-0.4 mg/L、温度为29.5±0.5℃、污泥龄（SRT）为14 d,在第5 d实现亚硝化率（NAR）大于50%并于第35 d实现稳定的短程硝化,N-NH₄⁺去除率与NAR稳定维持在97%以上。通过对氨氮（N-NH₄⁺）降解过程的计算,氨氧化阶段可分为两个阶段,反应初期符合零级反应动力学方程,反应末期符合一级反应动力学方程;综合分析整个氨氧化阶段,N-NH₄⁺降解过程符合Michaelis-Menten动力学方程。在一个反应周期中,DO、ORP的一阶导数与反应进程存在明显相关性。在亚硝化终点,DO的一阶导数出现峰值;在反硝化终点,ORP一阶导数出现峰值。为了使实时控制效果更加稳定,对传统一阶导数算法进行优化:将某一时刻数据点与该时刻前9个数据点所得到的一次函数拟合曲线的斜率作为该时刻一阶导数值,可减少干扰信号。在实时控制条件下,进水浓度、残留COD、体积交换率、曝气量对SBR的运行没有产生明显影响,实时控制表现稳定。只是在体积交换率试验中,过高的基质浓度对SBR的后续运行产生了轻微影响。通过自来水冲刷SBR,将pH调低至7.5并降低进水浓度,N-NH₄⁺去除率恢复至97%。微生物测序结果表明,原泥物种多样性最大,硝化污泥样本次之,短程硝化反硝化污泥最少。说明污泥微生物受进水水质及SBR运行控制影响较大。长期的SBR运行会降低微生物的多样性与丰富度,使种群朝着单一功能的方向发展。Chloroflexi,Bacteroidetes,Proteobacteria和Actinobacteria是SBR的优势菌门。Nitrosomonas的丰度在硝化污泥与短程硝化反硝化污泥中逐渐升高,且在短程硝化反硝化污泥中检测不到Nitrospira。反硝化菌的群落结构也发生较大变化,Thauera成为优势均属。以上结果均说明SRT在菌种的筛选与富集中起到了重要作用。短程硝化反硝化污泥同原泥、硝化污泥表现出较大的物种差异性。在主要功能微生物方面,硝化污泥与短程硝化反硝化污泥在显著性水平为0.05,置信区间95%的条件下均具有显著性差异。