本文提出了一种厌氧膜生物反应器（AnMBR）、完全硝化（NF）和部分反硝化-厌氧氨氧化（PDA）过程结合的新型污水处理系统AnMBR-NF-PDA工艺。研究之后发现该工艺实现了化学需氧量（COD）和氮的高效去除。特别是通过调节原水配比精确控制PDA的进水COD/NO-N，使系统的脱氮效率高达90.14%。本研究为AnMBR与厌氧氨氧化工艺在污水处理中的实际应用提供了有价值的见解。

  文章介绍了AnMBR与厌氧氨氧化工艺在污水处理中的显著优势。AnMBR通过高效转化有机污染物为甲烷，并将有机氮转化为氨氮，为后续厌氧氨氧化工艺提供了理想的进水基质。然而，单一厌氧氨氧化过程难以稳定满足亚硝氮的需求，而传统部分硝化工艺容易因溶解氧波动导致硝酸盐积累，影响脱氮效率。因此，将AnMBR与完全硝化及部分反硝化-厌氧氨氧化（NF-PDA）工艺耦合，构建一个低碳、高效且稳定的除碳脱氮系统尤为重要。

  文章描述了AnMBR-NF-PDA系统的构成与原理。该系统由AnMBR、NF和PDA三个反应器组成。AnMBR用于去除COD，并通过微滤膜模块截留污泥。NF单元实现完全硝化，将氨氮转化为硝酸盐。PDA单元则进行部分反硝化和厌氧氨氧化。82%-90%的污水（Q1）进入AnMBR单元，其中有机碳转化为甲烷，有机氮转化为氨氮。部分AnMBR出水（Q3）进入NF单元，氨氮被氧化为硝酸盐，再进入PDA单元（占PDA进水的50%）。其余的AnMBR出水（Q4）供给PDA。同时，10%-18%的污水（Q2）立即进入PDA，提供碳源和少量氨氮。

  通过调节废水的直接进料比，精确控制PDA的进水COD/NO3--N，优化COD与氮去除率之间的平衡，同时保障Anammox在氮去除中的主导作用。当COD/NO3--N为3.44时，PD过程能够高效转化硝酸盐为亚硝酸盐，系统的氮去除效率提升至90.14%，且Anammox在氮去除中占据主导地位。

  图2（a）AnMBR-NF-PDA中每个单元的出水COD与COD去除效率。（b）该工艺的每个单元的出水TN与NRE。（c）PDA系统进出水中氮浓度变化以及COD/NO3--N比。（d）厌氧氨氧化和反硝化过程对PDA系统中的脱氮贡献

  PDA系统的氮去除性能与微生物活性及污泥形态紧密关联。适宜的COD/NO3--N（如3.44）可增强AnAOB活性，确保氮主要是通过Anammox路径去除；而过高的比值（如4.09）则导致DNB竞争优势增强，氨氮积累。同时，颗粒污泥形态随COD/NO3--N增大从松散破碎变为致密小颗粒，丝状菌作为颗粒化骨架，促进污泥颗粒化并维持较好的沉降性能。

  最后，文章揭示了AnAOB和反硝化细菌之间的协同作用机制。随着COD/NO3--N比例的变化，微生物群落的组成和结构发生了显著变化。特别是以Acinetobacter为代表的丝状反硝化细菌通过部分反硝化过程，显著促进了亚硝酸盐的生成和稳定供应。丝状菌与AnAOB之间形成了交叉喂养关系，共同维持亚硝酸盐的平衡转化，进一步提升了PDA系统的运行效率和稳定性。

  综上，AnMBR与NF-PDA工艺的耦合在污水处理领域展现出显著优势，通过精确调控PDA进水COD/NO3--N实现了高效的除碳脱氮效果。AnMBR单元实现高效除碳并将有机氮转化为氨氮，NF单元确保硝酸盐的稳定生成，而PDA单元通过丝状菌与AnAOB的协同作用，维持亚硝酸盐的动态平衡，明显提高了系统的氮去除效率和运行稳定性。该耦合工艺为低碳、高效且稳定的污水处理提供了新的思路和方法。

  Frontiers of Environmental Science & Engineering是由高等教育出版社、中国工程院和清华大学共同主办的环境领域综合学术期刊，聚焦环境领域前沿问题与研究成果，着重关注开创性、跨学科的研究，致力于打造具有国际影响力的高水平学术交流平台，是中国工程院院刊系列期刊、中国科技期刊卓越行动计划入选期刊。

  由教育部主管、高等教育出版社主办的《前沿》（Frontiers）系列英文学术期刊，于2006年正式创刊，以网络版和印刷版向全球发行。系列期刊包括基础科学、生命科学、工程技术和人文社会科学四个主题，是我国覆盖学科最广泛的英文学术期刊群，其中12种被SCI收录，其他也被A&HCI、Ei、MEDLINE或相应学科国际权威检索系统收录，具有一定的国际学术影响力。系列期刊采用在线优先出版方式，保证文章以最快速度发表。

  特别声明：本文转载只是出于传递信息的需要，并不代表代表本网站观点或证实其内容的真实性；如别的媒体、网站或个人从本网站转载使用，须保留本网站注明的“来源”，并自负版权等法律责任；作者若不希望被转载或者可以联系转载稿费等事宜，请与我们接洽。

  能源与气候管理讲坛第1期丨清华大学能源环境经济研究所所长张希良教授:低碳能源经济转型的管理科学问题

  中国科学院团队：优化紫外高级氧化工艺，实现水中微污染物精准去除 Engineering

  华中科技大学张海涛、魏翔教授联合实现主动脉夹层的自动诊断 Engineering

  FCS 文章精要：滑铁卢大学&中南大学——机器学习在药物副作用预测中的应用：数据库、方法和挑战

  FASE 亮文解读：不同冠层阻力方法对夏玉米田蒸散发及土壤水分影响的分析