随着改革开放程度的日益加深,工农业飞速迅猛发展,城镇化进程的日益深入,水污染也日益严重,同时含有氨氮和硫酸盐的有机废水在受污染水体中所占比重日益凸显,较高浓度的S042-、NH4+进入水体会对微生物产生抑制作用,所以常用的生物处理技术对于处理该类废水有较大的难度。目前,针对该类废水主要采用分步单独处理的方式,先去除SO42-,再去除NH4+。但传统的生物脱氮或生物除硫技术存在处理费用高,处理效果不理想、调控机制难、易造成二次污染等问题。硫酸盐型厌氧氨氧化是在厌氧氨氧化基础上发展出来的新型同步脱氮除硫技术,其同时降解SO42-、NH4+效果明显,处理成本低等优点,一经提出便受到学术界的广泛关注,为处理可生化性差废水的技术路线提供了新的道路。本试验立足于最新脱氮除硫工艺硫酸盐型厌氧氨氧化的研究成果,进行同步脱氮除硫的理论研究,为实际工程的同步脱氮除硫提供参考。试验以硫酸盐还原颗粒污泥为载体,拟在HABR反应器中快速启动硫酸盐型厌氧氨氧化反应,并研究其反应机理;通过设置不同浓度梯度的COD探讨其对硫酸盐型厌氧氨氧化的影响。试验运行结果如下:(1)采用较低负荷连续流进水启动HABR反应器,经过65天的低负荷连续运行,在7<PH<8.5,温度为32±1℃的条件下,成功启动了 HABR中的硫酸盐还原反应,富集培养了成熟的硫酸盐还原颗粒污泥,SO42-最大去除率为85.5%,COD最大去除率为68.8%,单质硫最大积累量75.8mg/L。当SO42-负荷率在0.9～1.2 kgS042-/(m3·d),HRT在6～8h时,SO42-、COD的去除率分别维持在80%、60%之上,单质硫积累量维持在55mg/L之上。继续提高S042-负荷率,三者均有下降。反应器中成功富集了硫酸盐还原颗粒污泥,颗粒污泥呈深黑色,粒径2～3mm的颗粒污泥占比为70%。(2)采用低负荷启动的方法,在HABR中经过150d的连续流运行,以前一阶段硫酸盐还原颗粒污泥为内核载体成功启动了硫酸盐型厌氧氨氧化反应,NH4+-N、SO42-去除率分别达到了 52.5%、53.8%。通过对 HABR 中各隔室内 NH4+-N、SO42-、COD、N02--N、NO3--N、S2-等指标的检测,分析了反应器各隔室中细菌种群演变过程,结果表明,HABR中硫酸盐型厌氧氨氧化反应是分隔室、分步骤进行的。一号隔室中主要进行NH4+-N、S042-的氧化还原反应,将NH4+-N与S042-转化为NO2--N与S2-;三号隔室中主要进行厌氧氨氧化,将剩余NH4+-N与中间产物N02--N转化为N2;四号隔室中主要进行S2-与NO2--N的转化过程,将其转化为N2和S0.一号隔室中细菌种群组成复杂,沿反应器水平方向各隔室中细菌种群逐渐减少,呈现单一化趋势。就反应体系总体而言,反应器中发生的并不单纯是硫酸盐型厌氧氨氧化过程,而是硫酸盐还原、硝化、反硝化等多种反应混合的效果。各菌群之间表现出协同共生的关系。(3)研究了有机物浓度对己经稳定运行的硫酸盐型厌氧氨氧化反应器的影响。在硫酸盐型厌氧氨氧化反应器稳定运行的基础上,通过设置进水COD浓度梯度探讨有机物对反应器的影响,结果表明:当COD浓度为150mg/L时,对硫酸盐型厌氧氨氧化反应器有促进作用,NH4+-N最大去除率为60.6%,SO42-最大去除率为59.1%,与硫酸盐型厌氧氨氧化反应器启动过程中去除率相比,NH4+-N与SO42-去除率分别提升10%左右;COD浓度小于150mg/L时,对硫酸盐型厌氧氨氧化反应器影响不大;COD浓度大于150mg/L时,对硫酸盐型厌氧氨氧化反应器有抑制效果,COD最适浓度范围为120～150mg/L。试验初步揭示了较低浓度的COD使硫酸盐型厌氧氨氧化菌群与其他伴生菌群表现为协同共生的关系,对反应过程有促进作用。