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短程硝化能够节省曝气量和减少剩余污泥产量,对促进污水处理节能降耗和高效生物脱氮具有积极意义。然而,短程硝化启动慢和不稳定的问题限制了其进一步应用。近年来发现低强度超声波具有促进微生物活性,筛选菌群的特性,能够快速启动短程硝化及提高系统稳定性,其促进短程硝化的作用机理仍需深入探究。因此,论文通过研究低强度超声波对短程硝化动力学、启动特性、稳定性、微生物特性和反应器运行特性的影响,以期揭示低强度超声波促进短程硝化的作用机理。主要内容及结果如下:为探究不同声能密度的超声波对短程硝化启动的影响,在序批式生物反应器（SBR）中采用不同声能密度超声波辐照污泥进行短程硝化启动性能研究,考察了启动时间、氮素转化、污泥性能、生物活性的差异,并研究了短程硝化动力学参数的变化。结果表明,超声组（0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 W/mL）均缩短了短程硝化的启动时间,显著提高了亚硝酸盐积累能力。不同声能密度下超声处理均促进氨氧化菌（AOB）活性的同时降低了亚硝酸盐氧化菌（NOB）的活性。此外,超声组AOB基质半饱和常数(KSN)显著小于对照组,NOB的KSN不同程度的增大。因此,超声处理促进AOB的活性的同时抑制NOB活性,使AOB优先获得基质并实现增殖,从而实现短程硝化。为进一步研究低强度超声波对短程硝化快速启动及其稳定性的影响,考察了低强度超声波对短程硝化快速启动和抗温度冲击负荷能力的影响。结果表明,在低温条件下（18℃）,超声组（声能密度0.25 W/mL,辐照时间10 min）快速启动短程硝化（18 d）,NAR超过80%。当温度升高到28℃时,对照组短程硝化消失,超声组NAR仍维持在80%以上,实现了稳定的短程硝化。周期性的超声波辐照使得污泥菌群中的短杆菌和球菌数量增多,有效抑制了NOB的活性。因此,低强度超声波实现了短程硝化在低温条件下的快速启动,改变了系统微生物群落结构,改善了其抗冲击负荷能力,提高了短程硝化稳定性。在上述基础上,进一步研究了低强度超声处理对短程硝化系统的NAR和微生物特性的影响。在室温条件下,超声组（声能密度0.25 W/mL,辐照时间10 min）短程硝化稳定运行73 d,NAR维持在85%以上。超声处理促进AOB和好氧反硝化菌的活性,提高了其氧气利用率,使反应器内产生有利于实现短程硝化的低溶解氧（DO）条件。此外,长期超声处理使AOB中Nitrosomonas优势地位增强,而NOB中Nitrospira被抑制。同时,超声处理提高好氧反硝化菌Thauera、Terrimonas、Defluviimonas和Thermomonas的相对丰度。结果表明,低强度超声波处理可以改变微生物特性,从而影响反应器的运行特性,有利于实现短程硝化。综上所述,通过探索低强度超声波促进短程硝化的作用机理,为超声波技术在短程硝化工艺的应用奠定理论基础,对强化污水生物脱氮效率具有重要意义。