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目前,我国面临着含氮污水污染日益严重的问题。在新型脱氮工艺中,厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺因其脱氮效率高、曝气能耗低、污泥产量小,且不需外加有机碳源,受到越来越多的关注。然而,厌氧氨氧化细菌生长速率极低,启动周期较长,限制其发展。针对厌氧氨氧化研究中存在的问题,本文利用浸没式厌氧膜生物反应器(SAnMBR)对厌氧氨氧化菌群进行富集培养,同时利用厌氧氨氧化反应产生的氮气对膜组件进行自循环吹扫,有效地缓解膜污染,实现浸没式厌氧膜生物反应器与厌氧氨氧化工艺的耦合。主要研究成果如下：(1)实验首先考察了接种污泥对膜生物反应器成功启动的影响和自循环曝气速率对厌氧氨氧化细菌活性及颗粒粒径的影响。结果表明在膜生物反应器中,当循环曝气速率达到0.2m3/h,接种污泥为厌氧氨氧化颗粒污泥时,反应器不能稳定运行；当接种污泥为厌氧氨氧化絮状污泥时,反应器在35℃下成功运行了69天,最大氮负荷为1.8kgTN/m3.d,厌氧氨氧化菌活性为0.463kg TN/kgVSS-d,总氮去除率整体维持在83%。在曝气范围为0-0.2m3/h时,增加曝气量对厌氧氨氧化细菌活性和颗粒粒径无明显影响。(2)针对厌氧膜生物反应器的膜污染问题,上述实验期间内考察了不同循环曝气速率下的膜污染情况。结果表明当循环曝气速率为0、0.1m3/h和0.2m3/h时,膜使用周期分别为4天、9天和37天,从而说明应用循环曝气系统对膜表面进行在线冲刷能有效缓解膜污染。相比无曝气条件,保持曝气量为0.2m3/h时,胞外聚合物明显减少。结果表明,曝气虽然不能避免膜污染的发生,但随着曝气量的增加,膜污染能够得到有效缓解,并确定最佳曝气量为0.2m3/h。(3)选用Lawrence-McCarty模型研究厌氧氨氧化菌的生长动力学特性,结果表明厌氧氨氧化菌的真实产率(YT)为0.17mg VSS/mg NO2’-N,衰减系数(Kd)为0.01d-1,厌氧氨氧化菌在膜生物反应器中增长速度快。相比其他反应器(如SBR、 UASB),厌氧膜生物反应器在提高污泥浓度的同时,缩短菌种启动时间,具有更好的富集效果。实验期间,循环曝气速率维持0.2m3/h,在室温下成功的运行了93天,总氮去除率大于82%,最大氮负荷为3.95kgTN/m3-d。室温下的成功启动进一步节约了运行成本。选用浸没式厌氧膜生物反应器富集培养厌氧氨氧化菌为其工程应用提供了切实可行的方法,并利用产生的氮气进行循环曝气,从而减轻解决膜污染。