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为了推动厌氧氨氧化技术在城市污水处理中的应用，本文利用细菌16SrDNA克隆文库、磷脂脂肪酸(PLFA)和定量PCR等方法，结合工艺运行，提出了半短程亚硝化-厌氧氨氧化在不同工艺条件下脱氮的可行性。
在内循环半短程亚硝化工艺中，在反应器污泥浓度(MLSS)4000mg/L、溶解氧0.2mg/L、常温(15～29℃)、水力停留时间4.6h条件下，不同回流比对系统中微生物群落有着明显的影响，回流比为75％时，微生物的生物量达到最高值，出水中的亚硝态氮和氨氮的浓度比可控制在1。定量PCR和16SrRNA基因的克隆文库结果表明:在低溶解氧浓度(0.2mg/L)下氨氧化菌是主要脱氮菌群，该菌群促进了半短程亚硝化反应的进行。与传统的硝化系统比较，在内循环半短程亚硝化工艺中只有少量的硝化杆菌（Nitrobacter），而硝化螺旋菌（Nitrospira）在系统中没有被检测到。氨单加氧酶系统发育树结果表明，系统中的氨氧化菌群主要属于亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）（在102个克隆子中占67个），同时在内循环半短程亚硝化系统中浮霉菌属（Planctomycetes）的量也高于传统的脱氮系统，因此内循环半短程亚硝化工艺在经济和技术上是可行的，尤其适合处理低碳氮比废水。
比较了两种工艺参数下，氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌的动态，结果表明:在高氨氮废水中好氧菌的量没有明显的变化，但是在城市污水中好氧菌的量明显减少。在高氨氮废水混合液中，氨氧化细菌的拷贝数每毫升为1.23×107至8.95×108，亚硝酸盐氧化细菌的拷贝数每毫升为1.11×104至2.47×106。在城市污水混合液中氨氧化细菌的拷贝数每毫升为4.19×105至3.95×107，亚硝酸盐氧化细菌的拷贝数每毫升为1.46×103至5.89×105。系统进化树结果表明:Nitrosospira只存在于高氮废水中，而Nitrosomonas在两类废水中都为优势菌群，表明了半短程亚硝化系统处理城市污水的也是可行的。
研究了降温过程中厌氧氨氧化反应器处理城市污水时菌群的变化。当温度由30℃降为20℃的时，微生物的量和厌氧氨氧化菌的量不但没有降低，反而有所升高，而且厌氧氨氧化菌拷贝数由每毫升1.19x109增至1.86×109。降温过程中颗粒污泥中厌氧氨氧化菌群由CandidatusKueneniasp.为主，转变为CandidatusBrocadiasp.和CandidatusKueneniasp.的混合菌。通过细菌16SrRNA基因克隆文库对厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器中活性污泥的菌群结构进行分析，结果表明，系统中微生物涵盖了7个类群，其中与脱氮直接相关的占3类菌群:Nitrospira、Planctomycetes，以及β-Proteobacteria中的Nitrosomonas，CandidatusNitrotoga。另外还包括了拟杆菌门Bacteroidete、γ-proteobacteria、α-Proteobacteria和Acidobacteria。