当前城市污水处理的主流工艺普遍采用硝化-反硝化法,存在曝气量大、污泥产量高、需外加碳源和运行成本高等缺点。部分亚硝化-厌氧氨氧化(PN/A)作为一种新型生物脱氮工艺,具有节约能源、无需外加碳源、污泥产量低和减少温室气体排放等优点,拥有应用于城市污水脱氮处理的光明前景。然而,该工艺存在性能不稳定尤其是长期连续运行后性能降低等关键问题。本研究以运行性能恶化的气升式移动床反应器(ALMBBR)为研究对象,研究主流PN/A工艺处理低浓度氨氮模拟废水的性能恢复特征,考察温度、曝气量、进水氨氮浓度、游离氨以及游离亚硝酸盐等关键因子对其性能恢复的影响,解析主流PN/A工艺性能恢复过程中微生物群落结构及功能菌群的变化规律。主要研究结果如下:(1)ALMBBR反应器性能恶化后总氮去除率从80%降低至20%,通过分别改变温度、曝气量和进水氨氮浓度而维持其它工艺参数不变,经过386天的连续运行恢复试验,证明了其脱氮性能可以得到有效恢复。当进水氨氮浓度为50mg/L、水温为29℃时,将曝气量从0.12 L/min增加到0.28 L/min,总氮去除率从27.8%增加到57.4%。当进水氨氮浓度为50mg/L、曝气量为0.22L/min时,将水温从25℃增加到35℃,总氮去除率从26.0%增加到64.1%。当水温为29℃、曝气量为0.28 L/min时,将进水氨氮浓度从50 mg/L增加到75 mg/L,总氮去除率从58.4%降低至35.4%。(2)连续运行ALMBBR反应器的性能恢复需要相对较长的时间。曝气量和温度是其性能恢复的主要影响因子,而进水氨氮浓度、游离氨与游离亚硝酸盐浓度对其性能恢复的影响较小。(3)经过长期连续性能恢复试验,较为明显地改变了 ALMBBR反应器内微生物群落结构,绿弯菌门(Chloroflexi)和浮霉菌门(Planctomycetes)也成为了反应器中的优势门类;优势氨氧化菌为亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas),优势反硝化细菌为不动杆菌属(Acinetobacter)和芽孢杆菌属(Bacillus),优势厌氧氨氧化菌属为Candidatus Brocadia和 Candidatus Kuenenia。综上,连续运行的ALMBBR反应器性能恶化后可以通过改变曝气量和温度等关键因子成功恢复其脱氮性能,性能恢复后的微生物群落结构及优势功能菌群的丰度也会发生变化,为推动解决主流PN/A工艺长期运行后性能降低的问题提供了科学依据。