（来源：生态修复网）

　　2月24日，北京工业大学彭永臻院士团队在Nature Sustainability发表了题为“Multi-zonal anaerobic ammonium oxidation for mainstream municipal wastewater treatment”研究论文，提出了多区域厌氧氨氧化理念，强调厌氧氨氧化不必局限于狭窄的热点区域，而是可以延伸至整个主流系统。

　　市政污水处理厂在水-能源-环境关系中发挥着关键枢纽作用，在维护自然水体健康和保障城市供水方面承担着不可替代的职责。脱氮是污水处理厂最重要且技术难度最高的任务之一。然而，可持续的脱氮目标仍难以实现，尤其考虑到其对能源和资源的高度依赖。例如，铵氮几乎完全依赖硝化过程去除，这一过程需要高能耗的曝气，其能耗可占污水处理厂总能耗的50%。反硝化过程则需要大量外部碳源（如甲醇和乙酸钠），进一步增加了碳足迹和排放负担。以中国大陆为例，2023年市政污水排放量达660亿吨，消耗电力超200亿千瓦时，外加有机碳源超700万吨。厌氧氨氧化是由厌氧氨氧化菌介导的化能自养生物过程，能够以亚硝酸盐作为电子受体而非氧气，将铵氮氧化为氮气。过去二十年间，厌氧氨氧化在自然生态系统中的重要作用已得到认可，其在海洋环境中贡献了超过50%的氮气产量。近年来，越来越多的研究致力于在工程系统中应用厌氧氨氧化技术，特别是在市政污水处理厂中。该技术能够降低曝气能耗、减少有机碳需求并缓解温室气体排放，从而实现更清洁环保的污水处理。然而，长期以来厌氧氨氧化技术一直遵循"热点"理念发展，即将其空间限制在污水处理厂的特定区域，导致其在主流处理中的潜力未能充分发挥。

　　本研究提出"多区域厌氧氨氧化"理念，旨在将厌氧氨氧化过程扩展至整个污水处理厂主流系统。该理念允许在现有污水处理厂中以最小改造需求实施厌氧氨氧化技术。在应用最广泛的污水处理工艺之一——厌氧-缺氧-好氧生物系统中评估了这一理念的可行性。在为期两年的运行中，厌氧氨氧化菌高度自富集并在整个主流系统中贡献脱氮效能，其在厌氧区、缺氧区和好氧区的相对丰度分别达到4.8%、5.7-10.0%和0.2-1.0%。多区域厌氧氨氧化使脱氮效率提升20%，曝气电耗降低20%，氧化亚氮排放减少66%，并完全消除了对外加有机碳源的需求。总体而言，这项工作为实施厌氧氨氧化工艺开辟了前景广阔的路径，为推动可持续污水管理铺平了道路。