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亚硝化反应是亚硝酸细菌(AOB)将水中的氨氮转化为亚硝态氮的过程,且需要通过抑制硝酸细菌(NOB)将亚硝态氮转化为硝态氮的过程得以实现。然而,亚硝化工艺并不能以液态氮转化为气态氮的方式将氮加以去除,因此,要实现完整的生物脱氮过程,需结合其他工艺形成亚硝化组合工艺,例如亚硝化-厌氧氨氧化(SHARON-ANAMMOX)工艺与完全自养脱氮(CANON)工艺,此类工艺较传统生物脱氮工艺具有需氧量低、节省碳源等优势,而亚硝化工艺启动及稳定维持是实现组合工艺高效脱氮的限速步骤。实现亚硝化工艺启动的基础是有效抑制NOB活性,使AOB成为优势菌属。为了快速启动亚硝化工艺,本研究首先采用序批式实验,分析环境因素(溶解氧、温度、碱度)对AOB与NOB代谢反应的影响,从而优选控制参数实现对NOB的选择性抑制及亚硝态氮的快速积累。实验结果表明:将溶解氧浓度(0.3~2.5 mg/L)、碱度(438~1429 mg/L)及温度(15℃~30℃)分别控制在0.8 mg/L、1429 mg/L及30℃时,AOB代谢活性均高于NOB,NOB活性得到显著抑制,更有利于亚硝态氮的快速积累。其次在亚硝化工艺的启动过程中,以外加氮源合成污水为处理对象,结合反应周期进出水质指标,确定快速启动及维持亚硝化工艺的运行控制参数及填料类型。试验结果表明:较低溶解氧浓度(0.4~0.8 mg/L)比较高溶解氧浓度(0.2~0.4 mg/L)更有利于亚硝态氮的积累;NH4HCO3较NH4Cl更适宜作为亚硝化工艺启动的进水氮源;组合填料较沸石、陶粒及聚乙烯多面空心环填料更适宜作为亚硝化工艺启动的挂膜载体。基于上述优化控制参数,SBBR组合填料工艺运行至第35天时,氨氮转化率达到80.28%,亚硝态氮积累率达到89.07%,亚硝化工艺成功启动。