水体的氮素污染对人类的生存环境造成了巨大危害，氨氮是水体氮素污染的主要来源，己成为人们关注的焦点。寻求经济、高效的污水深度处理技术，对促进污水回用事业的发展和水环境的恢复有着现实和深远的意义。近年来，在污水再生工艺的理论与实践研究中，生物滤池以其集生物膜氧化降解能力和滤料的物理截留效能于一体的优势和高效、低耗的特点，逐步成为城市污水大规模再生的主导工艺。 厌氧氨氧化(ANAMMOX)技术是一项具有广阔应用前景的新型生物脱氮技术，具有很高的开发价值。基于厌氧氨氧化作用与硝化作用的相似性，本文首次以生物滤池做为反应器，通过以硝化菌作为ANAMMOX反应接种物的策略，采用低氨废水做为实验反应器进水，成功地启动和稳定运行了ANAMMOX生物滤池，并对ANAMMOX生物滤池用于回用水处理进行了实验研究。 实验首先针对城市二级处理出水水质特点，对曝气生物滤池(BAF)的挂膜启动、基质去除的运行特性、反冲洗特性进行了优化。实验考察了BAF去除有机物的异养膜和硝化自养膜成熟的过程，结果表明，异养生物膜大约8天就能达到比较稳定状况，而硝化菌(包括亚硝酸菌和硝酸菌)的硝化作用要滞后，在启动的第6天才开始出现氨氮降低，大约在17天硝酸盐氮浓度开始达到稳定。 BAF对CODcr、NH4+-N、浊度具有较好的去除效果，出水水质稳定，而且具有很好的抗冲击负荷能力。温度对氨氮的去除效果有很大影响，在进水温度15℃以上，氨氮的平均去除效果可达到78.2％，而在15℃以下，氨氮的去除效果降低到20.2％。 通过对BAF沿程去除效果对比发现，有机物和氨氮沿滤层变化规律是相同的，即有机物和氨氮同时得到去除，但BAF对氨氮的去除主要集中在滤池进水端25～105cm之间。水力冲击负荷对硝化菌的影响相对较小，而对碳化异养菌的影响较大。 在硝化生物膜滤池成熟以后，利用硝化菌的基质多样性和代谢多样性，通过好氧硝化生物膜的硝化作用向ANAMMOX作用转变，成功地启动了ANAMMOX生物滤池。生物滤池在70d内完成由硝化作用向ANAMMOX作用的过渡，NH4+-N和NO2--N去除率分别为95.09％和96.46％。 实验中稳定地运行了ANAMMOX生物滤池。通过改变进水基质负荷，研究了ANAMMOX生物滤池的处理效能。实验结果显示，一定程度上亚硝酸盐浓度的提高有利于加快反应的进程，高浓度的NO2--N对ANAMMOX反应也存在明显的抑制作用，但此时NO2--N的抑制作用具有自身的特点。 温度是厌氧氨氧化反应的重要影响因素之一，实验发现氨氮去除速率及氨氮容积负荷率均随温度的升高而升高，同时，分析了进水中碳含量对厌氧氨氧化的影响，结果表明：TOC的介入将会降低滤池的脱氮速率和能力，不利于厌氧氨氧化菌的生长。 揭示了ANAMMOX反应器效能的指示参数。在ANAMMOX生物滤池启动和运行过程中，NH4+-N去除量与NO2--N去除量、两者之间的比值，以及滤池内pH值和污泥颜色的变化，可以指示ANAMMOX反应器的运行性能。稳定运行时，滤池内混合液偏碱性，pH值随反应进行逐渐升高；NH4+-N与NO2--N去除量之间的比例约为：1：1.28。 对ANAMMOX滤池的作用机理进行了探讨，提出厌氧氨氧化生物膜可划分为活性层和非活性层二层结构：活性层为该滤池生物膜进行厌氧氨氧化脱氮反应的主要功能区，非活性层主要是生物膜的支撑结构。根据物料平衡，建立了ANAMMOX生物膜的动力学模型。