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垃圾渗滤液中含有大量有机物和氨氮、污染物浓度高、营养元素比例失调，对环境的危害程度大。垃圾渗滤液的水质特点随着填埋时间的变化而发生改变，因此垃圾渗滤液生物脱氮工艺难以实现长期稳定的运行。其中晚期垃圾渗滤液C/N最低，处理难度最大，在2008年我国制定了更加严格的垃圾渗滤液排放标准，为垃圾渗滤液的处理提出了更高的要求。 本论文以实际晚期垃圾渗滤液为处理对象，先后提出了间歇曝气短程硝化-厌氧氨氧化一体化工艺(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite，CANON)和分段进水短程硝化-厌氧氨氧化一体化工艺（Step-feed simultaneous nitritation，Anammox and denitrification，SFNAD），两套工艺均在有效容积10L SBR反应器中运行，并在30±1℃下研究了两套方案的快速启动策略，典型周期内碳、氮变化情况，同时还探讨了启动前后菌群结构的变化，经济有效的完成了对碳、氮的去除，实现了晚期垃圾渗滤液的深度处理。 1.本文首先建立了CANON工艺处理晚期垃圾渗滤液，在无外碳源投加的情况下实现了对晚期垃圾渗滤液的深度处理。CANON工艺的启动先后经历了短程硝化启动阶段、配水启动阶段、晚期垃圾渗滤液启动阶段。系统完成启动之后，在进水COD、NH4+-N、TN浓度分别为2050mg/L、1625mg/L和2005mg/L情况下，出水COD、NH4+-N、TN浓度能达到407mg/L、12mg/L和20.14mg/L，总氮去除率达到了98％以上，能够达到垃圾渗滤液的一级排放标准。三维荧光光谱检测发现缺氧搅拌阶段溶解性有机物的含量有所上升，这部分上升的有机物，反硝化细菌利用这部分有机物将厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation，Anammox)产生的NO3--N还原为N2。 2.CANON工艺在间歇曝气运行方式下完成了功能菌种的富集。PCR检测结果显示氨氧化菌(Aerobic oxidizing bacteria，AOB)、厌氧氨氧化菌(Ammonium oxidizing bacteria，AnAOB)和硝酸盐氧化菌(Nitrite oxidizing bacteria，NOB)在启动前后的比例分别为6.0％、5.04％、2.4％和12.9％、8.4％、0.67％，发现间歇曝气的运行方式不仅能够完成对AOB和AnAOB的富集，并且能够成功抑制NOB的生长。 3.为了充分利用原水中的碳源进一步加强对晚期垃圾渗滤液的处理效果，建立了SFNAD工艺。虽然晚期垃圾渗滤液C/N低，但仍然有一部分有机物可以被利用。为了提高原水中碳源的利用，采用了分段进水方式。SFNAD工艺和CANON工艺相比加强了反硝化的作用，解决CANON工艺出水硝氮高的问题。SFNAD工艺在间歇曝气运行方式下，通过pH和ORP的实时控制完成了对晚期垃圾渗滤液的深度处理。在进水NH4+-N为1150mg/L条件下，出水NH4+-N、NO2--N和NO3--N分别为12.4mg/L、8.9mg/L和10.03mg/L，总氮去除率(Nitrogen removal efficiency,NRE)达到97.4％。基于pH和ORP值作为脱氮过程的控制参数能够准确的判断短程硝化和Anammox的终点，短程硝化和Anammox的反应过程和pH、ORP的变化规律具有非常好的相关性。通过典型周期内氮的物料分析发现Anammox和反硝化脱氮速率为0.23和0.067kg/m3d，Anammox平均去除92％氮素，反硝化作用去除2.7％。 4.高通量测序手段对SFNAD工艺中菌群结构进行了研究，鉴定出系统内的功能菌种，分析了功能菌种和系统处理效果的关系。为了充分理解SFNAD工艺的作用机理，采用高通量技术进行对接种污泥(Seed-Sludge)和启动成功后(SFNAD)菌群结构的分析。菌门水平发现，Proteobacteria是两个样品中数量最多的菌门，分别占据着Seed-Sludge和SFNAD菌门总数的56.91％和45.9％。具有厌氧氨氧化作用的Planctomycetes菌门在Seed-Sludge和SFNAD样品中所占比例为0.4％和4.5％。Candidatus Brocadia在Seed-Sludge中只有0.26％，而在经过长期的培养和驯化在SFNAD样品中占据了2.13％。相反，Ca.Kuenenia从Seed-Sludge中的0.29％降低到SFNAD样品中0.02％，Candidatus Brocadia更适合在SFNAD系统中生长。