1. 研究目的与意义
氮对水体的污染是我国目前最严峻的环境问题之一，严重威胁着人体健康和生态环境的安全。但我国目前的废水氨氮处理技术以传统硝化反硝化工艺为主，能耗大，成本高。我国的氨氮污染减排刻不容缓，氧氮处理技术的经济性问题亟待解决。
基于厌氧氨氧化的亚硝化-厌氧氨氧化工艺因其显著的经济性和高效性，被认为是目前最经济和简洁的脱氮工艺，是传统硝化反硝化工艺的替代方法。基于亚硝化、厌氧氨氧化的耦合，开发了两类脱氮新工艺，一类为两级反应，以sharon-anammox为代表，该工艺是荷兰delft大学在2001年开发的新型脱氮工艺。该工艺的原理是，先在一个反应器内有氧条件下，将nh4 -n和no2--n，然后在另一个反应器内将nh4 -n和no2--n转化为n2。另一类为单级反应器，短程硝化和厌氧氨氧化在同一个反应器中进行，以canon为代表，该工艺也是有delft大学开发完成，其原理是在限养条件下，利用氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的协同作用，在同一个反应器中完成短程硝化和厌氧氨氧化。
目前工艺anammox主要针对高氨氮废水的脱氮处理进行设计与应用，其经济性的巨大吸引力使得工艺的应用方向己进一步指向低浓度的生活污水处理。然而，亚硝化-厌氧氨氧化的工艺控制尚不成熟应用该工艺需克服的主要障碍是：aob和anaob生长缓慢，细胞产率低，且易受水质和运行条件影响，从而导致了该工艺在实际废水处理中呈现启动缓慢、工艺组合协调困难、稳定性欠缺等问题。这些工艺难题目前尚未得到有效解决，阻碍了该工艺的广泛应用。针对亚硝化-厌氧氨氧化工艺存在的问题，提出了前置abr除碳-亚硝化耦合厌氧氨氧化一体化工艺，着重研究abr除碳、cstr亚硝化和厌氧氨氧化单级工艺的单独运行，组合工艺的控制策略、耦合工艺的控制规律和功能菌的微生物生态特性，以期为该工艺在处理实际生活污水的工程应用中提供有效的技术参考。
2. 研究内容和预期目标
本研究以小试为研究方法，主要展开以下方面的研究：
（1）abr除碳、cstr亚硝化和厌氧氨氧化稳定运行；
分别在单独的反应器中建立abr除碳工艺、cstr亚硝化和厌氧氨氧化，使abr达到一定的除碳效果；使亚硝化的出水满足厌氧氨氧化的进水条件，研究亚硝化的工艺控制规律。
3. 研究的方法与步骤
采用实验室模拟废水，利用纤维膜作为载体，将实验室启动成功的亚硝化污泥和厌氧氨氧化污泥混合，启动CANON工艺，在单级反应器中分别运行除碳-CANON工艺、亚硝化和厌氧氨氧化，在达到各自处理符合及要求后，首先串联亚硝化及厌氧氨氧化部分，在亚硝化与厌氧氨氧化串联稳定运行后，置ABR除碳工艺于前端，待ABR-CSTR-MBR稳定运行之后，采用模拟实际废水进行研究。在ABR-CSTR-MBR一体式反应器稳定运行后，逐步混合亚硝化、厌氧氨氧化污泥于CSTR反应器中，对ABR除碳工艺和CANON工艺进行串联，采用实验室模拟废水为ABR-CSTR进水，运行ABR除碳-CANON工艺。每隔2d采集进出水水样，进行以下检测。根据氮素的去除情况作相应的运行策略调整。
水质检测项目及测定方法
| 检测项目 | 分析方法 | 检测项目 | 分析方法 |
| pH | 赛多利斯酸度计 | DO | 多水质分析仪（903P般特） |
| NH4 -N | 纳氏试剂光度法 | MLSS | 重量法 |
| NO3--N | 紫外分光光度法 | MLVSS | 重量法 |
| NO2--N | N-(1-萘基)-乙二胺光度法 | SV | 5min/30min沉降法 |
| 温度 | 温度计 | 污泥结构 | 电镜扫描 |
研究过程中可能遇到的困难和问题：
（1）亚硝化污泥和厌氧氨氧化污泥混合初期，曝气量过大容易对厌氧氨氧化污泥产生抑制，而曝气量过小则会导致亚硝化污泥对氨氮的氧化效果不好。
（2）CANON脱氮效果难以达到理想效果，ABR除碳效果不理想容易对后续CANON工艺的脱氮除碳效果造成影响。
（3）在做ABR除碳-CANON工艺时，CANON调控过程中容易造成NOB过多而抑制ANAMMOX活性。
4. 参考文献
1.李冬, 邱文新, 张男, 等. 常温ananmmox工艺运行性能及功能菌研究 [j]. 中国环境科学, 2013, 33(1): 56-62.
2.朱静平, 胡勇有. 不同污泥源厌氧氨氧化污泥的比较 [j]. 环境工程学报, 2007, 1(6): 130-134.
3.朱月琪, 张丽娟, 曾国驱, 等. 低浓度氨氮废水在abr中的厌氧氨氧化研究 [j]. 环境工程学报, 2010, 4(6): 1224-1230.
5. 计划与进度安排
1.2022年1月15日-2022年3月4日 1-2教学周 毕业实习
2.2022年3月5日-2022年3月18日 2-3教学周 启动试验装置
3.2022年3月19日-2022年4月01日 4-5教学周 完成开题报告并开题
