《Bioresource Technology》：Advancements and challenges of partial denitrification/anammox technology: Implementation strategies for plug-flow municipal wastewater treatment
编辑推荐：
•PD/A 技术在实验室/中试/全规模项目中得到验证，用于增强脱氮。•综述了推流式污水处理厂中 PD/A 的进展和挑战。•PD/A 工艺在温度降低时保持稳定的厌氧氨氧化脱氮。•通过微生物协同作用，生物膜与污泥比例调节富集厌氧氨氧化菌。•部分厌氧氨氧化效率低于主流厌氧氨氧化，但
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PD/A 技术在实验室/中试/全规模项目中得到验证，用于增强脱氮。
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综述了推流式污水处理厂中 PD/A 的进展和挑战。
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PD/A 工艺在温度降低时保持稳定的厌氧氨氧化脱氮。
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通过微生物协同作用，生物膜与污泥比例调节富集厌氧氨氧化菌。
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部分厌氧氨氧化效率低于主流厌氧氨氧化，但在实际上更稳定。
引言
市政污水中过量的氮负荷给受纳水体带来巨大压力，需要脱氮技术范式从“高能耗”工艺向“资源再利用”模式转变 (Qin 等，2023)。尽管传统硝化反硝化工艺被广泛使用，但其高曝气能耗需求以及对反硝化外部碳源的依赖，使得同时实现高效脱氮以及能耗和排放的降低变得困难 (He 等，2009, Zhang 等，2015)。
在此背景下，由于厌氧氨氧化技术具有低能耗需求、无需外部有机碳源以及污泥产量少等优势，已成为市政污水脱氮的革命性替代方案 (Lawson 等，2017, Ren 等，2022b)。该过程利用 NH4+ 作为电子供体，NO2? 作为电子受体生成 N2 气体 (Li 等，2020a, Zhou 等，2024)。研究表明，厌氧氨氧化可实现卓越的脱氮性能，理论去除效率高达 89% (Lotti 等，2014)。然而，在实际中，基于厌氧氨氧化和传统系统的实际脱氮效率 (NRE) 均受多种因素影响。尽管如此，厌氧氨氧化途径仍比传统硝化反硝化工艺具有明显优势 (Zhan 等，2024)。尽管有优势，厌氧氨氧化在市政污水处理中的应用（通常称为“污水厌氧氨氧化”）一直受到维持稳定 NO2? 供应这一挑战的限制，这是一个关键瓶颈，推动了该工艺的不断进步。
PD/A 技术已被认为是解决市政污水处理中维持稳定 NO2? 供应挑战的有前景的方案。PD/A 的核心创新在于微生物代谢途径的精确调节：通过富集 Thauera 和 Zoogloea 属等特定兼性反硝化菌 (Chen 等，2021, Eng Nkonogumo 等，2024, Im 等，2025),该过程将 NO3? 选择性还原为 NO2? 而不进一步还原，从而为厌氧氨氧化提供稳定的底物 (Cao 等，2020, Du 等，2019)。PD/A 与传统脱氮工艺的区别在于，其核心优势远远超出了高效同时处理碳氮。通过科学和有针对性的工艺控制策略，它可以实现显著的节能和减排。PD/A 的有效实施也需要与反应器构型相匹配，而推流工艺的缺氧区正好提供了有利条件：底物共存、低溶解氧和高 pH 值 (Liu 等，2025a, Ren 等，2022a)。然而，在处理市政污水时，该技术仍面临多重挑战。首先，在推流条件下维持足够的 AnAOB 生物量非常困难 (Zhao 等，2024b)。其次，在进水 C/N 和温度波动下确保稳定的部分反硝化活性也具有挑战性 (Ji 等，2024)。特别是，AnAOB 对温度变化高度敏感，季节性温度下降通常会导致其在推流工艺中的代谢活性显著下降 (Zhao 等，2024b)。此外，系统中的异养反硝化菌与 AnAOB 竞争亚硝酸盐，导致亚硝酸盐缺乏。综上所述，这些因素构成了限制推流式 PD/A 工艺稳定高效运行的主要瓶颈。
鉴于这些挑战， 本综述概述了 PD/A 技术的最新进展，强调了推流系统中的实施策略和微生物生态调节。使用关键词“部分反硝化”、“厌氧氨氧化”和“推流式”，在 Web of Science 和 Scopus 数据库中进行了系统文献检索，涵盖 2010 年至 2025 年的出版物。
章节摘要
推流式市政污水处理中 PD/A 技术特征
这部分简要综述了市政污水推流工艺中 PD/A 技术的特征，包括氮转化途径、反应器构型、污泥类型和工艺特征。
氮转化途径。 从氮循环的角度来看，亚硝酸盐可通过将 NO3? 还原为 NO2?（部分反硝化，PD）产生 (Zhang 等，2022)。PD 正是为厌氧氨氧化提供亚硝酸盐的一种手段，该过程
推进推流式 PD/A 系统在市政污水处理中的应用：优化控制策略
作为部分厌氧氨氧化系统内的关键途径，基于 PD/A 的工艺已成为一种极具前景的方法，近年来在优化脱氮效率方面显示出越来越多的优势。在此背景下，本综述总结并讨论了推流式 PD/A 系统的优化控制策略，旨在促进其在市政污水处理中的实际应用。
通过处理市政污水的推流生物系统中的 PD/A 工艺增强脱氮
PD/A 工艺已在实验室、中试和全规模水平上成功实施，显示出在推流构型中的广泛适用性。
推流式 PD/A 工艺的结论与未来研究
PD/A 技术已成为可持续市政污水处理的有前景解决方案，具有减少曝气能耗、降低污泥产量以及消除外部碳源等关键优势 (Gao 等，2022b)。更重要的是，通过科学和精确的工艺控制策略，该技术可实现稳定的系统运行、显著的节能和减排以及碳和
CRediT 作者贡献声明
Yufei Wu: 写作 – 初稿，可视化，概念化。 Jianwei Li: 写作 – 审查与编辑，监督，项目管理，资金获取，概念化。 Ruitao Gao: 写作 – 审查与编辑，调查。 Qiyu Liu: 写作 – 审查与编辑，验证。 Qi Zhao: 写作 – 审查与编辑，调查。 Shunjie Zhang: 写作 – 审查与编辑。 Xinyu Chen: 写作 – 审查与编辑。 Jingyu Zhang: 写作 – 审查与编辑，资源。 Shujun Zhang:
利益冲突声明
作者声明，他们没有任何已知的竞争经济利益或个人关系，可能会影响本文中报告的工作。
致谢
这项工作得到了 国家自然科学基金 (42577445, 22206010) 的资助，并由 北京市新星计划 (20240484740) 赞助。
Yufei Wu|Jianwei Li|Ruitao Gao|Qiyu Liu|Qi Zhao|Shunjie Zhang|Xinyu Chen|Jingyu Zhang|Shujun Zhang|Liang Zhang|Yongzhen Peng
