氧化铁红废水含有高浓度氨氮、硫酸根、Fe²⁺,是一种酸性低C/N比工业废水。传统的硝化-反硝化、亚硝化-反硝化技术需要消耗碳源完成脱氮,而硫酸盐还原菌（SRB）利用碳源能将硫酸根转化为H₂S,易导致二次污染。本课题基于氧化铁红废水特征,使用不需要添加碳源的部分亚硝化、硫酸盐型厌氧氨氧化（S-anammox）、亚硝酸盐型厌氧氨氧化（N-anammox）、自养脱氮技术（Completely Autotrophic Nitrogen Removal Over Nitrite,CANON）先脱除大部分氨氮,再通过添加相对少量的碳源,将剩余总氮经由反硝化脱除,减少硫酸根的还原,取得的研究结果如下:（1）采用沸石曝气生物滤池（ZBAF）研究碱度对亚硝化率的调控,常用的碱度供体Na HCO₃和Na₂CO₃,市售价格相当,等量添加,后者提供的碱度约为前者的1.67倍,但Na₂CO₃易带来更高的p H,进而引起高游离氨（FA）抑制氨氧化菌（AOB）;本研究以进水碱度/氨氮（质量浓度比）为控制因子,使用非线性模型拟合方程量化碱度投加量,当碱度/氨氮=4.33时,其出水亚硝氮/氨氮=1.0-1.4,适用于后续使用N-anammox脱氮。此外,使用Na₂CO₃易引起ZBAF内沸石板结而堵塞,需频繁反冲洗,微生物膜脱落并随水流出,不利于系统的恢复以及出水储存;因此,以添加沸石的膜反应器（ZMBR）优化,相对于两级ZBAF,相同的亚硝化率下,ZMBR最高进水氨氮负荷率（NLR）可达2.78 kg N/（m³·d）,而两级ZBAF为1.46 kg N/（m³·d）;沸石表面易形成生物膜,荧光定量（q PCR）结果表明AOB和硝化菌（NOB）共存于生物膜上,且AOB具有更多拷贝数（2.40×10⁹/μL DNA）,NOB约为7.75×10⁷/μL DNA。（2）以基质逐步替换法将N-anammox转变为S-anammox,运行185天,进水NLR为0.28 kg N/（m³·d）,氨氮脱除率（NRR）为0.23 kg N/（m³·d）,总氮去除率（TNRR）去除率为82.4%,标志性菌群Ignavibacteriaceae的相对丰度从0.35%增至6.11%;S-anammox启动耗时长,受进水氨氮浓度影响,以低于200 mg/L为佳,反应器中FA的浓度高于15 mg/L则脱氮受到抑制;基于稳定的亚硝化,以Candidatus Kuenenia stuttgartiensis作为主要的anammox菌接种,N-anammox颗粒污泥装置运行96天,进水NLR为2.94 kg N/（m³·d）,NRR为2.31 kg N/（m³·d）,TNRR为78.5%;以ZBAF为预亚硝化反应器与Canon组合使用,对于含高氨氮的氧化铁红废水,可避免将所有的亚硝化置于Canon,降低曝气强度以保护污泥结构和anammox菌,经180天运行,NLR为1.43kg N/（m³·d）,NRR为1.22 kg N/（m³·d）,TN去除率为85.6%,此外,使用混合碱度供体,相对于仅用Na HCO₃,可节省约14.1-28.2%的药剂用量,优势菌群为Brocadiaceae;综上所述,就启动时间、稳定性、处理效率,部分亚硝化-厌氧氨氧化（PN-anammox）相对于S-anammox和ZBAF-Canon更适用于氧化铁红废水。（3）经PN-anammox脱氮处理后,使用反硝化对剩余TN进行深度脱氮处理发现,当进水TN低于350 mg/L,葡萄糖作为碳源,最适投加碳氮比为2.5-3,水力停留时间（HRT）4.2-4.9 h为最适值,约85%的COD参与脱氮,低COD和较短的HRT亦可防止SRB转化大量的硫酸根,产泥量和污泥发黑量较少;当进水TN高于350 mg/L,不建议使用葡萄糖作为碳源。（4）基于小试实验结果,完成了2 t至10 t系统的中试及扩大化实验,为厌氧氨氧化技术的规模化应用提供了实例参考和参数指导。