厌氧膜生物反应器Anaerobic Membrane Bioreactor, AnMBR 、 一体式部分亚硝化 -厌氧氨氧化 Combined partial nitritation-Anammox process, CPNA 是污水 生物 除碳、脱氮领域 的 新型 高效 生物技术 如何将两种技术耦合并应用于高 浓度 有机物 、 高 浓度 氨氮废水领域 的研究仍然 极其缺乏 。 本文 以马铃薯加工废水为处理对象，首先 通过 中温厌氧消化批实验 Biochemical Methane Potential, BMP研究 分别考察了不同有机负荷 和 不同氨氮浓度对其厌氧消化的影响及微生物学影响 机制。基于批实验的研究结果， 设计 构建 AnMBR反应器 ，并 在 中温条件下开展 连续 试验 研究 ，考察其有机物去除效果、膜污染特征及氮 、 磷污染物释放特征，为 AnMBR和 CPNA耦合提供基础。其次， 基于课题组 已有 CPNA连续运行及维护的基础，设计 、 研发 和 优化 CPNA运行工序 及控制逻辑，并考察羟胺投加对生物脱氮工艺过程的影响。 最终 基于对厌氧消化和 CPNA两部分研究基础， 构建 AnMBR-CPNA耦合装置（ AMNA）），并设计与耦合工艺配套的全流程控制逻辑，为高效短流程除碳脱氮提供科技支撑。
     马铃薯加工废水BMP研究 结果表明 1 厌氧消化过程中，高有机负荷组因氨氮释放浓度增加产生 FAN抑制， 导致 丙酸积累 和 丙酸型产甲烷 。 2 马铃薯加工废水厌氧消化氨氮抑制阈值为 3,000 mg/L，主要氨氮抑制机理为厌氧消化前期 TAN抑制导致乙酸和丙酸积累，使得产甲烷滞后；后期随着乙酸的不断消耗， pH值升高， FAN抑制互营丙酸降解菌而中断反应，造成丙酸积累，使总产气量降低 。 3 Methanosaccina可耐受高有机负荷 而 Methanomassiliicoccus则可 耐受高氨氮， 氢营养型产甲烷菌 ethanomicrobiale 和 甲烷八叠球菌Methanosarcina主要受氨氮 影响 。
     外置管式AnMBR处理 马铃薯加工废水 的 研究 结果表明 反应器 可在 50天内 启动 容积负荷为 2~10 kg m3 d COD去除率达到 95%以上 。 马铃薯加工废水膜污染 物 构成包括蛋白质等大分子的吸附污染、无机垢沉淀污染和生物污染， 其单一化学药剂清洗以 NaClO效果最佳 。
      2 mg N/(L·d) 羟胺投加或 运行 工序调整（ 进水后 增设缺氧搅拌过程）可有效缓解 CPNA在长期低 DO连续曝气运行高发的硝酸盐积累问题 羟胺投加还可促进部分亚硝化的实现 ，而 工序调整 也 有益于污泥流失的控制 。 CPNA体系污泥流失原因包括微生物对环境的适应、羟胺 等有毒化学品的 投加、硝酸盐积累，其中羟胺投加影响 微生物，进而导致污泥聚集性变差，粒径分布左移或使得影响污泥沉降性的 亚硝态氮 积累，最终都使得 SVI增加；硝酸盐积累为反硝化丝状菌提供了基质，促进其生长增殖，产生丝状菌污泥膨胀 。 控制 CPNA体系污泥流失的方法：促进可充当污泥骨架的微生物生长、不投加羟胺 等化学药剂 、进行运行工序调整 和 控制机械作用（曝气、搅拌）强度 等。
      基于污染物去除衔接 和 水量 调节 ，设计搭建了配备 PLC系统的 AnMBR-ANAMMOX耦合 装置，并通过小试研究考察了不同有机碳源对反硝化过程中硝酸盐去除和 亚硝态氮 积累的影响，结果表明 尽管三种有机物 乙酸钠CH3COONa、 沼液 磁混凝出水 BSW、马铃薯加工废水 PPW 均会 促进 亚硝 态 氮积累，但 马铃薯加工废水 为最佳碳源 因为其 氮转化率优于 沼液磁混凝出水 且反应不会过度提高反应体系 pH值， 当 将反应时间设置为 2 h，可 为 后续ANAMMOX工艺 运行提供充足的 亚硝态氮 基质，实现 组合装置 的高效衔接 。