全程自养脱氮（Completely autotrophic nitrogen removal over nitrite,CANON）作为一种新型的污水生物处理工艺,在近几十年期间已经凸显出其很多优势。相较于传统的硝化反硝化工艺,CANON工艺具有不用外加有机物质、曝气需求低、产泥量少、节省运行管理和基础建设的费用及具有明显的经济效益和可持续性等优点,然而由于CANON工艺对其所需运行条件的要求极为严苛,导致了CANON工艺在实际工程中应用较少,目前主要被应用于处理污泥浓缩液和垃圾渗滤液等高氨氮低碳废水,而对于将CANON工艺应用于处理低氨废水的研究却报道较少,因此非常有必要研究将CANON工艺应用于低氨废水的处理。其次,氧化亚氮（N₂O）作为一种对环境影响非常大的温室气体,具有致使大气臭氧层空洞、产生光化学烟雾和酸雨等环境危害。污水生物脱氮过程也是产生N₂O的一个重要来源,因此对CANON工艺处理低氨废水过程中N₂O产生量的研究也势在必行。本论文为了研究厌氧氨氧化工艺对不同低氨废水的处理特性、运行过程中N₂O的产生及优势微生物群落,对已长期稳定运行处理较高氨氮废水的单级自养连续流CANON生物膜反应器,采取两种运行方式:第一阶段保持水力停留时间（HRT）为10 hours（h）,进水氨氮的浓度依次降低为:210、136、100、70、50 mg L^-1;第二阶段保持进水氨氮浓度为30 mg L^-1,HRT由10 h,7 h,5 h降低至3 h。试验中,温度被控制为32±2°C、pH在7.5⁸.2之间,通过调节曝气量以控制溶解氧浓度（DO）小于1.2 mg L^-1。所得的主要结论如下:（1）当CANON工艺处理进水氨浓度为30 mg L^-1的废水时,总氮去除效率超过80%,相应的总氮去除负荷最高可达到0.26±0.01 kg N m^-33 d^-1。（2）本研究采用N₂O Microsensor在线监测CANON工艺在处理不同氨氮浓度的人工合成废水过程中N₂O的产生情况,结果表明,当进水氨氮浓度为210 mg L^-1、进水总氮负荷为0.57±0.02 kg N m^-3 d^-1、pH为8.0及溶解氧浓度在0.8 mg L^-1左右时,CANON反应器中N₂O的产生量最大,达到了0.015±0.004 kg N m^-33 d^-1,并且其产生量会随进水氨氮负荷的减小而减少。（3）对于CANON工艺处理不同氨氮负荷的污水均存在与之相对应的最佳溶解氧浓度,并且该浓度会随进水氨氮负荷的降低而减小,其范围为0.8⁰.25 mg L^-1,与之相对应的总氮去除负荷范围为0.47⁰.09 kg N m^-3 d^-1。（4）本研究采用高通量16S rRNA基因测序技术分别对进水氨氮浓度为210 mg L^-1和30 mg L^-1的生物膜样本进行了微生物种群鉴定。结果显示,随着进水氨氮浓度的降低,Candidatus Kuenenia作为较高浓度氨氮时生物膜中的优势厌氧氨氧化菌逐渐被低氨氮浓度下的优势菌Candidatus Anammoxoglobus所替代。