PD-Anammox系统处理城市污水的脱氮性能与N2O排放特征研究

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收稿日期：2025-08-11 修回日期：2025-09-08 接受日期：2025-09-09

DOI:10.20078/j.eep.20250906

摘要：为实现城市污水脱氮处理低碳高效的目标，本研究构建了短程反硝化-厌氧氨氧化（PDAnammox）耦合工艺，系统评估了该工艺在同时处理初始进水与二沉池出水时的脱氮性能及N2O排放特征，并采用逆转录实时荧光定量PCR技术解析了N2O生成与还原途径... 展开+

摘要：

为实现城市污水脱氮处理低碳高效的目标，本研究构建了短程反硝化-厌氧氨氧化（PDAnammox）耦合工艺，系统评估了该工艺在同时处理初始进水与二沉池出水时的脱氮性能及N2O排放特征，并采用逆转录实时荧光定量PCR技术解析了N2O生成与还原途径中关键功能基因的活性。研究结果表明，当初始进水与二沉池出水混合体积比为1∶5和2∶5时，耦合系统出水总氮浓度均稳定低于8 mg/L，平均去除率超过69%，其中Anammox途径对脱氮的贡献率高达69.52%～75.12%。微生物群落分析显示，随着城市污水比例的升高，复杂碳源输入增加，导致关键短程反硝化菌陶厄氏菌Thauera丰度显著下降，而另一种潜在短程反硝化菌Denitratisoma成为优势菌群，从而维持了系统的稳定脱氮性能。值得注意的是，当初始进水比例较高时，耦合系统的N2O排放因子显著降低，主要归因于溶解态N2O浓度的明显下降。功能基因表达分析进一步揭示，随着城市污水比例的升高，NO还原酶基因qnor B表达上调2.47倍，N2O还原酶基因nos ZⅡ表达上调9.00倍。研究表明，由非典型反硝化菌携带的nos ZⅡ酶具有较高底物亲和性，可有效降低溶解态N2O浓度，实现N2O排放的源头控制。本研究为城市污水生物处理领域同步实现高效脱氮与N2O减排提供了新的技术策略。

收起-

作者：

丁新春¹
李佳蕾¹
刘淑怡¹
黄开龙^1,2
王德朋^1,*
张徐祥^1,*

作者简介

第一作者：丁新春（1985—），男，江苏张家港人，硕士研究生，主要研究方向为污水生物强化脱氮技术研究。E-mail：602023250008@smail.nju.edu.cn
通讯作者：王德朋（1991—），男，山东聊城人，副研究员，主要研究方向为污水生物脱氮技术与微生物学调控研究。E-mail：dpwang@nju.edu.cn
张徐祥（1978—），男，安徽天长人，教授，主要研究方向为水环境高风险污染物识别与控制理论、技术与装备。E-mail：zhangxx@nju.edu.cn

单位

1.南京大学环境学院水污染控制与资源绿色循环全国重点实验室
2.南京江岛环境科技研究院有限公司

关键字

厌氧氨氧化
短程反硝化
氧化亚氮
微生物群落
功能基因表达

基金项目

江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资金资助项目（BE2022861）；国家自然科学基金青年基金资助项目（5210068）

引用格式

丁新春, 李佳蕾, 刘淑怡, 黄开龙, 王德朋, 张徐祥. PD-Anammox系统处理城市污水的脱氮性能与N2O排放特征研究[J/OL]. 能源环境保护: 1-10[2025-09-23]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20250906.

DING Xinchun, LI Jialei, LIU Shuyi, HUANG Kailong, WANG Depeng, ZHANG Xuxiang. Nitrogen Removal Performance and N2O Emission Characteristics in a PD-Anammox System for Municipal Wastewater Treatment[J/OL]. Energy Environmental Protection: 1-10[2025-09-23]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20250906.

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