【摘要】受控生态生命保障系统（CELSS）通过内部物质的高度循环利用，降低对外部补给的依赖，为未来长期的载人航天任务提供保障。针对CELSS中尿液废水的处理与回用需求，构建了单级生物硝化反应器，以完成废水中有机物的矿化处理，并实现对其中的氮素的硝化处理，以便进一步资源化利用。在389 d的试验周期内进行了反应器启动、驯化，并完成对不同浓度尿液废水的处理效能研究，考察了生物反应器对不同尿液浓度废水的有机物矿化、氮素转化性能。对尿液体积分数10%的生活废水，稳定运行时可实现97%的总有机碳（TOC）去除率，以及97%的硝酸盐转化率，碱度消耗约为3.4 mg CaCO₃/ mg N；对尿液体积分数40%的生活废水，可实现99%的TOC去除率，以及52%的硝酸盐转化率，碱度消耗约为2.34 mg CaCO₃/ mg N；对纯尿液，可实现99%的TOC去除率，以及50%的硝酸盐转化率，碱度消耗约为1.46 mg CaCO₃/ mg N。从反应器的活性污泥中检测出高丰度的硝化细菌。经历驯化后，硝化反应器在长达261 d内对航天生活废水保持了较高的有机物去除率。对尿液体积分数10%的生活废水，使HRT保持2.78 d；对尿液体积分数40%的生活废水，使HRT保持8.33 d；可在以上工艺条件下实现较高的硝酸盐转化率，从而初步验证了该工艺作为载人航天生活废水处理单元的应用潜力。

【关键词】受控生态生命保障系统；生物硝化；尿液废水；氮素回收

【作者】詹承博，张良长，薛玉荣，艾为党，董文艺