这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告：

研究作者与机构
本研究由Xiyue Zhang、Xiyao Li、Liang Zhang和Yongzhen Peng*共同完成，作者来自北京工业大学国家城市污水深度处理与资源化利用技术工程实验室。研究发表于《Bioresource Technology》期刊，2024年第391卷，文章编号129979，于2023年11月4日在线发布。

学术背景
本研究属于环境工程与污水处理领域，特别是针对低碳氮比（C/N）城市污水的氮去除技术。随着城市化进程的加速，水体富营养化问题日益严重，生物脱氮技术成为污水处理的关键。传统的硝化-反硝化技术需要较高的碳源和曝气能耗，难以实现高效脱氮。因此，研究提出了一种在连续推流式厌氧/好氧/缺氧（AOA）工艺中采用间歇曝气的方法，旨在提高低C/N污水的氮去除效率，同时减少碳源和能耗。

研究目标
本研究的主要目标包括：（1）探索AOA系统在氮去除中的性能；（2）研究AOA系统的脱氮机制；（3）比较间歇曝气与连续曝气在脱氮性能、内碳源利用和相关基因表达方面的差异；（4）揭示不同曝气模式下功能细菌基因和微生物群落的变化。

研究流程
研究分为四个阶段，总运行时间为210天。实验系统由一个连续AOA反应器（55.7升）和一个沉淀池（18.6升）组成。反应器分为九个室，分别对应厌氧、好氧和缺氧区域。间歇曝气通过控制曝气泵的开关实现，曝气/缺氧周期分别为14分钟/20分钟和14分钟/25分钟。研究的主要流程包括：

1. 系统设置与运行：系统在不同阶段调整曝气/缺氧时间、好氧区域体积比例和污泥停留时间（SRT）。每个阶段的运行条件如表1所示。
2. 污水与接种污泥：污水来自北京工业大学的化粪池，接种污泥来自北京高碑店污水处理厂的沉淀池。污水的化学需氧量（COD）、氨氮（NH4+-N）、亚硝酸盐氮（NO2–N）、硝酸盐氮（NO3–N）和总无机氮（TIN）等参数在实验期间进行了监测。
3. 批次实验：包括硝化细菌最大活性测试、连续曝气与间歇曝气的对比实验以及间歇曝气条件的优化实验。通过这些实验，研究比较了不同曝气模式下的脱氮性能、内碳源利用和相关基因表达。
4. 分析方法：通过标准分析方法测定氮、COD、污泥浓度等参数，并采用定量实时聚合酶链反应（qPCR）和高通量测序技术分析微生物功能和群落结构。

主要结果
1. 长期脱氮性能：在210天的运行中，间歇曝气显著提高了AOA系统的氮去除效率（NRE）。在第四阶段，NRE达到77.9%，出水TIN低于10 mg/L，且无需额外添加碳源。间歇曝气有效利用了内碳源，减少了有机碳源的无机转化。 2. 脱氮途径分析：间歇曝气通过交替好氧/缺氧条件，促进了内源反硝化过程。聚羟基烷酸酯（PHAs）在厌氧区域积累，并在交替好氧/缺氧区域被用于脱氮，贡献了48.0%的氮去除。 3. 连续曝气与间歇曝气的对比：间歇曝气在脱氮性能上优于连续曝气，TIN去除量是连续曝气的2.3倍。间歇曝气减少了PHAs的损失，提高了内碳源的利用效率。 4. 微生物群落分析：间歇曝气模式下，微生物群落结构保持稳定，功能细菌如Candidatus Accumulibacter和Dechloromonas的丰度增加，这些细菌能够利用PHAs进行内源反硝化。

结论
本研究首次在连续推流式AOA系统中采用间歇曝气技术处理低C/N城市污水，实现了高效的氮去除。间歇曝气通过有效利用内碳源，显著提高了氮去除效率，且无需额外添加碳源。该研究为低C/N污水的处理提供了一种经济高效的策略，具有重要的科学和应用价值。

研究亮点
1. 间歇曝气显著提高了AOA系统的氮去除效率，NRE达到77.9%。 2. 间歇曝气有效利用了内碳源，减少了有机碳源的无机转化。 3. 微生物群落结构在间歇曝气模式下保持稳定，功能细菌的丰度增加。 4. 该研究为低C/N污水的处理提供了一种无需额外碳源的高效脱氮方法。

其他有价值的内容
研究还通过高通量测序技术揭示了间歇曝气模式下微生物群落的变化，进一步阐明了内源反硝化在脱氮过程中的关键作用。这些发现为未来污水处理工艺的优化提供了重要的理论依据。

这篇报告详细介绍了研究的背景、流程、结果和结论，旨在为其他研究人员提供全面的参考。