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传统硝化-反硝化脱氮技术不仅需要消耗大量能量,而且在处理低C/N比的生活污水时无法达到污水排放标准。在厌氧氨氧化（anaerobic ammonia oxidation,Anammox）工艺中厌氧氨氧化菌可分别利用NH4+-N和NO2--N作为电子供体及电子受体,在厌氧条件下生成氮气。与传统脱氮工艺相比,该工艺无需曝气及投加有机碳源,可节省污水处理厂42-77%的能量输入及化学投药成本,因此被认为是更有前途以及环境友好型的生物脱氮工艺。由于城市污水中NH4+-N的含量要远高于NO2--N的含量,这将会造成底物不足影响Anammox的反应进程,因此反应底物NO2--N将成为Anammox反应的“晴雨表”。短程反硝化作为一种新型的脱氮工艺,因其能够为厌氧氨氧化工艺稳定生产NO2--N而备受青睐,同时因其对碳源的需求量较少、反应速率快、温室气体排放低以及操作简便等优点,被认为是与Anammox耦合的最佳工艺。此外颗粒污泥与传统的悬浮污泥相比,具有紧密的微生物结构、良好的沉降性能、较高的生物量保留率以及耐冲击负荷等优势,因此本研究采用UASB反应器研究了两种不同碳源（无水乙酸钠和葡萄糖）对短程反硝化颗粒污泥进行培养,来探讨两种系统下的亚硝酸盐积累和性能表现情况,并设置了气体自循环系统进行优化,针对不同C/N和高负荷冲击影响进行研究,获得主要结论如下:（1）采用UASB反应器分别在无水乙酸钠（S1）和葡萄糖（S2）启动短程反硝化系统,运行120 d后均实现了NO2--N的稳定产生,S1、S2的平均NAR为65%和53%。在第81天的批次实验中,S1的NAR峰值为81%,高于S2的NAR峰值76%,表明S1的NAR性能要优于S2的性能。在PD污泥颗粒化过程中,污泥颜色均由灰色变为黄色,扫描电镜结果表明两个系统内的污泥菌群均以杆状菌为主。两个系统运行至120天时,颗粒污泥平均粒径分别为0.96 mm和1.18mm,其中0.2～1.5 mm范围的颗粒占比最大,分别为68.57%和62.3%。S2反应器中＞3 mm的粒径占比大于S1,表明S2的颗粒化效果要略优于S1颗粒化效果。在第120天,S1、S2污泥样品的种群多样性均发生下降,且变形菌门（Proteobacteria）是S1、S2污泥的主要菌门,从种泥的24%增加到52.7%和67.5%,此外,在第120 d,S1、S2污泥样品的主要菌属是Thauera,从种泥的0%分别增加到30.7%和25.31%,这一PD功能菌上的差异性解释了S1比S2更好的表现性能。（2）在气体循环系统中,当气体循环流量从0.4 L/h提高到0.58 L/h时,S1和S2的NAR分别从70%和55%提高到75%和57%,S2的提升效果不如S1系统;随着气体循环流量从0.58 L/h提高到0.78 L/h时,S1和S2的性能出现退化,NAR分别从75%和58%下降到65%和50%左右,表明并不是气体流量越大性能就越好。通过对颗粒污泥的EPS进行分析,发现两个系统中TB-EPS浓度始终高于LB-EPS浓度,并且PN的含量对颗粒污泥稳定性较为重要。通过研究不同进水C/N对两个系统的影响,在C/N为3时,S1和S2的性能达到最佳状态,当C/N由3逐渐上升到4.5时,NAR分别由72%和60%下降到60%和47%,且NO2-积累量分别从40 mg/L和32 mg/L下降到23 mg/L和18.3 mg/L,充足的有机碳源将会使PD向完全反硝化进行转变。在C/N为3时两个系统NO3-还原酶的活性达到最佳状态,C/N提升过程中NO2-还原酶的抑制程度更低,从而能够使积累的NO2-继续发生还原反应,造成NO2-积累量降低。在C/N为3时NO3-还原酶基因（nar G和nap A）丰度达到最高,从而保证了S1、S2的性能均达到最优状态,随着C/N的提高,S1、S2的nap A基因丰度分别从11.74×10~6,9.13×10~6copies/g下降到7.86×10~6和6.8×10~6copies/g,相关功能基因的变化与PD反应性能相对应。（3）PD颗粒污泥对高负荷冲击有一定的缓冲作用,S1和S2在阶段I表现良好的适应性,NAR分别为65%和56%左右,随着负荷提高,均受到了一定影响,NAR分别下降到48%以及40%,在阶段III两个系统逐渐适应高负荷冲击带来的影响,NAR方面的降幅缩小到5%和3%的水平。通过对系统进行批次活性试验发现,S1和S2的比NO3--N还原速率分别从47.8、39.7 mg?（h?g）-1下降到32.1、27.7 mg?（h?g）-1,而比NO2--N积累速率则分别从30.3、27.6 mg?（h?g）-1降低到18.1、16.3 mg?（h?g）-1,在阶段III时速率降幅为4%。随着进水NO3--N的浓度提高,两个系统的EPS组分中分泌出更多的PN,分别从58.5、68.6 mg/gvss提高到88.4、97.6 mg/gvss,并且两系统EPS的PN/PS分别从7.53、8.03提高到10.6和11.8,PN与污泥表面疏水性相关。此外,S1、S2的EPS的主要疏水成分C-C/H的占比均有所增加,分别从45.31%、52.41%增长到61.78%和68.66%,表明随着进水负荷的提高,两个系统内的颗粒污泥中EPS均分泌出更多的疏水元素成分来抵消进水负荷冲击带来的影响,并且S2中的疏水成分C-C/H含量更高,导致S2在亚硝酸盐积累方面的抑制效应要低于S1系统。在进水负荷提高的过程中,变形菌门（Proteobacteria）是S1、S2污泥的主要菌门,占比分别从70.7%、87.96%下降到67.1%、73.5%,同时,拟杆菌门（Bacteroidota）的占比有所上升,说明了两个系统面对高负荷冲击时的一种应变机制。此外,在所有样品中的优势菌属均是Thauera属,占比分别从35.3%、30.7%下降到32.6%和23.76%,依然占据优势地位的菌属也保证了PD系统的稳定性,从而展现出了一定的抗负荷冲击的能力。