在水体富营养化治理的迫切需求下，同步脱氮除磷（SNPR）已成为污水处理厂应对日益严苛的排放标准的关键手段。然而，传统同步脱氮除磷工艺（如经典的厌氧-缺氧-好氧（A⟡O）系统）的性能高度依赖于外部碳源的投加、高强度曝气以及大量化学药剂的消耗。这不仅显著增加了污水处理设施的碳足迹与运行能耗，也掣肘了可持续发展目标的实现。因此，亟需开发新型污水处理工艺与技术，在深度去除污染物的同时，实现低资源消耗与高运行效率的协同，从而支撑水资源的可持续管理。

近日，郑州大学生态与环境学院吉建涛教授作为通讯作者、博士生胡飞悦作为第一作者在环境领域权威期刊Water Research上发表题为《Enhancing carbon allocation and utilization via a sludge-bypass anaerobic/oxic/anoxic process for ultra-efficient nutrient removal from municipal wastewater under low C/N and temperature conditions》（DOI:10.1016/j.watres.2026.125901）的研究论文，开发了一种新型“污泥超越”泥膜混合AOA工艺，该工艺显著降低了曝气能耗（节约20-60%）、完全省去了外碳源投加（100%成本节约），并大幅减少了化学除磷药剂使用，且改造无需新增占地和大量基建投入，为低碳、寒冷地区污水处理厂的节能降碳改造提供了一条经济可行的新技术路径。

针对低C/N比、低温下市政污水处理中碳源不足导致协同脱氮除磷效率较低的瓶颈问题，本研究开发了一种新型“污泥超越”泥膜混合AOA工艺。该工艺通过在厌氧区后设置中沉过渡池，将富含PHAs的污泥直接“超越”至缺氧区，巧妙地规避了传统工艺中内碳源在好氧区被无效氧化的关键缺陷，实现了碳源的精准分配与高效利用。320天的长期运行结果表明，该工艺在C/N=3.8、15.6 ℃的严苛条件下，该工艺取得了92.8%的NRE和90.3%的PRE。研究结合批次试验、物料衡算和微生物群落分析等手段，系统揭示了工艺通过优化碳源分配、调控微生物生态位（促进PAOs富集）以及强化内源短程反硝化、厌氧氨氧化、反硝化除磷等途径协同实现超高效脱氮除磷的机理。与传统污水处理工艺相比，该工艺显著降低了曝气能耗（节约20-60%）、完全省去了外碳源投加（100%成本节约），并大幅减少了化学除磷药剂使用，且改造无需新增占地和大量基建投入，为低碳、寒冷地区污水处理厂的节能降碳改造提供了一条经济可行的新技术路径。