集短程硝化和厌氧氨氧化技术为一体的CANON(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite)自养脱氮工艺，相比传统脱氮工艺具有节省曝气能耗、无需外加碳源、污泥产量低、减少温室气体排放等特点，在处理低C/N城市污水方面具有显著优势。目前CANON工艺主要应用于处理污泥消化液等高温高氨氮废水。由于城市污水氨氮浓度低、水质水量变化大，应用CANON工艺仍存在一些问题，主要包括:短程硝化的稳定;硝化菌、厌氧氨氧化菌活性的匹配和抑制;温度、溶解氧变化对系统稳定性的影响等。　　针对以上问题，本课题采用SBR反应器，接种短程硝化和厌氧氨氧化污泥用于处理实际生活污水。反应器以曝气/搅拌间歇曝气模式运行，控制溶解氧浓度、温度、污泥浓度等条件成功启动了CANON系统并稳定运行。研究了间歇曝气模式用于城市污水CANON工艺启动和稳定运行的可行性，考察了启动和运行期间污染物去除性能变化、污泥浓度变化、微生物功能菌丰度变化和典型周期内溶解氧浓度变化，提出了间歇曝气用于抑制NOB增长的作用机制;研究了不同温度、溶解氧条件下城市污水CANON工艺的稳定性及其优化控制策略。　　1、间歇曝气CANON工艺处理城市污水的可行性探究　　采用8min曝气/22min搅拌的间歇曝气模式，控制溶解氧最高浓度为0.8-1.0mg/L、温度30-35℃、污泥浓度3000mg/L左右等条件。经加热升温和增加生物量调整后，实现了生活污水中间歇曝气CANON工艺的稳定运行。稳定运行期间平均出水总氮和氨氮浓度分别为12.3mg/L和7.6mg/L，平均总氮和氨氮去除率分别达到77.8％和86.7％，总氮去除负荷为0.16kg N/(m3·d)。间歇曝气模式较好地控制了系统的溶解氧浓度和好氧时间，避免了亚硝态氮被氧化，同时弱化了溶解氧对厌氧氨氧化菌的抑制作用，利于反应器的稳定运行。启动过程中，NOB逐渐被抑制淘洗，AOB（ammonia oxidizing bacteria）与Anammox(anaerobic ammonia bacteria)菌同期增长，系统自养脱氮性能稳定。　　2、间歇曝气CANON系统影响因素探究　　考察了高温条件下溶解氧浓度对间歇曝气CANON系统的影响。结果表明，当最高溶解氧浓度由稳定时的0.8mg/L降低至0.5mg/L时，氨氮去除率由46.1％降至21.3％，总氮去除率由41.0％降至19.4％。较低的溶解氧浓度造成硝化作用受阻，导致亚硝态氮缺乏，影响了后续的厌氧氨氧化反应，不利于系统的脱氮和稳定运行。此外，考察了由高温(35℃)变为常温(25℃)时CANON反应器的脱氮性能。结果表明:常温条件下，系统总氮去除率由50.0％降低为45.2％。降低氨氮浓度为50mg/L左右，总氮去除率降低为41.6％。进一步降低氨氮浓度为40mg/L，虽然氨氮去除率得到了提高，但总氮去除率已降低至20.0％，出水硝态氮浓度迅速由5.34mg/L增加到15.8mg/L。可见常温下为保证间歇曝气CANON系统稳定运行，需保证一定的进水氨氮负荷。　　3、常温下间歇曝气CANON系统脱氮性能优化　　考察了常温条件下溶解氧浓度对间歇曝气CANON系统的影响。平均溶解氧浓度由0.15mg/L提高至0.25mg/L时，氨氮和总氮去除率均提高。溶解氧浓度提高至0.35mg/L同时降低进水氨氮负荷后，出水硝态氮浓度明显增加，总氮去除率大幅度降低。溶解氧浓度提高至0.45mg/L同时提高进水氨氮浓度后，系统脱氮性能逐渐恢复。因此，从节省曝气能耗和维持系统稳定两方面考虑，认为系统平均溶解氧浓度宜控制在0.25-0.35mg/L之间。此外，对间歇曝气模式进行优化，结果表明:缺氧时间占比越大，越有利于抑制NOB;单位时间内，短时间的高溶解氧曝气相较于长时间的低溶解氧曝气更加有利于系统自养脱氮性能的稳定。因此建议常温下采用好缺氧时间比为1∶3（好氧10分钟/缺氧30分钟）的间歇模式。