厌氧氨氧化ppt
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厌氧氨氧化
50
100 150 200 250 300 350 400 450 500
Time (day)
Ammonia, Nitrite (mg/L)
结果与讨论（总结）
脱氮的模型验证
I
II
III IV
V
VI
NH4-N (mg/L)
NO2-N (mg/L)
300
lnfluent
A
200
Effluent
100
0
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y = 1.29x
450
R²= 0.89
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350
300
250
200
y = 0.30x R²= 0.78
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0
0
100 200 300 400
Ammonia-removal rate (mg-N/L/d)
Strous, et.al,1998 NH4+ : NO2- : NO3- = 1 : 1.32 : 0.26
KOA2N SO2
XAN
结合这3个基本的反应，厌氧氨氧化产生的氮(SNH4), 亚硝酸盐 (SNO2), 硝酸盐 (SNO3), 厌氧氨氧化细菌 (XAN) , 惰性物质(XI) 的浓度用微分方程的表示。 可以用一个软件包(Berkeley Madonna ver. 8.0.1; Macey & Oster) 来模拟。
厌氧氨氧化是一个自养反硝化过程 利用 NH4+ 作为电子供体和 NO2- 作为电子受体。
厌氧氨氧化的化学计算
Nitrite removal rate, Nitrate production rate (mg-N/L/d)
1.0NH4+ + 1.32 NO2- + 0.066HCO3- + 0.13H+ →1.02N2 + 0.26NO3- + 0.066CH2O0.5N0.15 + 2.03H2O
厌氧氨氧化的简介ppt课件
硝化50%的氨氮控制在亚硝化阶段节约碱度50%
可编辑ppt
14
Anammox优势
降低能耗：由于厌氧氨氧化工艺是在厌氧条件下直接将氨 氮和亚硝氮转化成氮气，同时在好氧段只需将氨氮氧化为 亚硝氮，省略后续亚硝氮氧化为硝态氮，所以节省了曝气 量。
能源回收：厌厌氧氨氧化菌将传统反硝化过程所需的外加 碳源全部省略，污水中的有机物可最大限度的进行回收产 甲烷，而不是被氧化成二氧化碳
• NH4+ + 1. 5 O2 →NO2- + H2O + 2H+ • NH4+ + 1. 3NO2- →1. 02N2 + 0. 26NO3-+ 2H2O • NH4+ + 0. 85O2 → 0. 43N2 + 0. 13NO3-+ 1. 3H2O + 1. 4H+
二、优点
限氧条件下进行节约供氧量理论上节约供氧62.5%
NH4++ 1.32NO2-+ 0.066HCO3+ 0.13H+→
1.02N2+ 0.26NO3-+ 0.066CH2O0.sN0.1s+ 2.03H2O
一．优点
分别在两个反应器内实现部分硝化和厌氧氨氧化，能优化两类细菌 的生存环境，运行性能稳定。
可编辑pptຫໍສະໝຸດ 13CANON工艺
一．基本原理
亚硝化菌在有氧条件下把NH4+化成NO2-，厌氧氨氧化菌则在无氧条件下把 NH4+和NO2-转化为N2，即利用亚硝化菌和厌氧氨氧化菌的协同作用，在同 一个反应器中完成亚硝化和厌氧氨氧化。
可编辑ppt
4
Anammox 的反应机理
厌氧氨氧化菌PPT课件
培养条件
厌氧氨氧化菌需要在低氧分压、低有机碳源和高氨氮浓 度的条件下生长，同时需要保持适宜的pH值和温度。
厌氧氨氧化菌的基因研究
01
基因组研究
通过对厌氧氨氧化菌的基因组进行测序和分析， 可以了解其代谢机制和进化关系。
02
分子生物学技术
利用分子生物学技术，如PCR、基因克隆和表达 等，可以研究厌氧氨氧化菌的基因结构和功能。
厌氧氨氧化菌的应用研究
随着对厌氧氨氧化菌的深入了解，研究者们开始探索其在污水处理、生物脱氮等方面的应 用。通过优化反应条件、驯化菌群等方式，成功实现了厌氧氨氧化技术在废水处理中的应 用，为解决全球性的水体富营养化问题提供了新的思路。
厌氧氨氧化菌的研究挑战与展望
厌氧氨氧化菌的分子 生态学研究
尽管我们已经对厌氧氨氧化菌的生态 学和生理特性有了初步了解，但是其 分子生态学机制仍不清晰。未来研究 需要关注厌氧氨氧化菌的基因组学、 转录组学和蛋白质组学等方面的研究 ，深入揭示其生态适应机制和代谢机 制。
厌氧氨氧化反应的化学方程式为： NH4+ + NO2- → N2 + 2H2O。
该反应过程中，厌氧氨氧化菌将氨氮 和亚硝酸盐分别氧化为氮气和硝酸盐， 同时释放能量，用于合成细胞物质和 维持生命活动。
厌氧氨氧化菌的能量代谢
厌氧氨氧化菌的能量代谢是通过厌氧氨氧化反应实现的，该反应释放的 能量一部分用于合成细胞物质，另一部分以高能物质的形式储存于细胞 内。
生物脱氮。
厌氧氨氧化菌的生物脱氮过程相 较于传统的物化法脱氮具有更高 的效率和较低的成本， 要进一步研究和优化，以提高其
处理效果和实用性。
在环境保护方面的应用
厌氧氨氧化菌在环境保护方面具有广泛 的应用前景，不仅在污水处理和生物脱 氮方面有重要作用，还能够应用于土壤
厌氧氨氧化菌需要在低氧分压、低有机碳源和高氨氮浓 度的条件下生长，同时需要保持适宜的pH值和温度。
厌氧氨氧化菌的基因研究
01
基因组研究
通过对厌氧氨氧化菌的基因组进行测序和分析， 可以了解其代谢机制和进化关系。
02
分子生物学技术
利用分子生物学技术，如PCR、基因克隆和表达 等，可以研究厌氧氨氧化菌的基因结构和功能。
厌氧氨氧化菌的应用研究
随着对厌氧氨氧化菌的深入了解，研究者们开始探索其在污水处理、生物脱氮等方面的应 用。通过优化反应条件、驯化菌群等方式，成功实现了厌氧氨氧化技术在废水处理中的应 用，为解决全球性的水体富营养化问题提供了新的思路。
厌氧氨氧化菌的研究挑战与展望
厌氧氨氧化菌的分子 生态学研究
尽管我们已经对厌氧氨氧化菌的生态 学和生理特性有了初步了解，但是其 分子生态学机制仍不清晰。未来研究 需要关注厌氧氨氧化菌的基因组学、 转录组学和蛋白质组学等方面的研究 ，深入揭示其生态适应机制和代谢机 制。
厌氧氨氧化反应的化学方程式为： NH4+ + NO2- → N2 + 2H2O。
该反应过程中，厌氧氨氧化菌将氨氮 和亚硝酸盐分别氧化为氮气和硝酸盐， 同时释放能量，用于合成细胞物质和 维持生命活动。
厌氧氨氧化菌的能量代谢
厌氧氨氧化菌的能量代谢是通过厌氧氨氧化反应实现的，该反应释放的 能量一部分用于合成细胞物质，另一部分以高能物质的形式储存于细胞 内。
生物脱氮。
厌氧氨氧化菌的生物脱氮过程相 较于传统的物化法脱氮具有更高 的效率和较低的成本， 要进一步研究和优化，以提高其
处理效果和实用性。
在环境保护方面的应用
厌氧氨氧化菌在环境保护方面具有广泛 的应用前景，不仅在污水处理和生物脱 氮方面有重要作用，还能够应用于土壤
厌氧氨氧化菌PPT
THANKS FOR WATCHING
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发现与历史
发现
厌氧氨氧化菌的发现可以追溯到20世纪90年代，荷兰科学家在污水处理厂的厌氧沉淀池中发现了这 种微生物。
历史
自发现以来，厌氧氨氧化菌成为了研究热点，其研究涉及生物反应机制、生态学和污水处理等方面。
生态与环境分布
生态
厌氧氨氧化菌在自然界的生态系统中 广泛存在，特别是在缺氧或低氧的生 态系统如河流、湖泊和海洋等中占据 重要地位。
水、食品加工废水等高氨氮废水，降低废水对环境的污染。
研究成果转化案例
总结词
将厌氧氨氧化菌的研究成果转化为实际应用技术和产品 ，推动相关产业的发展。
详细描述
基于厌氧氨氧化菌的研究成果，开发高效、环保的生物 脱氮技术和设备。例如，利用厌氧氨氧化菌的特性，开 发出新型生物反应器，提高脱氮效率和稳定性。此外， 将厌氧氨氧化菌应用于环保产业、农业等领域，推动相 关产业的可持续发展。同时，通过技术转让、合作开发 等方式，将研究成果转化为实际生产力，促进经济发展 和社会进步。
厌氧氨氧化菌
目录
• 厌氧氨氧化菌简介 • 厌氧氨氧化菌的生物特性 • 厌氧氨氧化菌在污水处理中的应用 • 厌氧氨氧化菌的研究进展与挑战 • 厌氧氨氧化菌的实际案例
01 厌氧氨氧化菌简介
定义与特性
定义
厌氧氨氧化菌是一种自养型微生物， 能够利用亚硝酸盐作为电子受体，将 氨氧化为氮气。
特性
厌氧氨氧化菌具有专性厌氧的特性， 对氧气敏感，只有在低氧或无氧环境 中才能正常生长。
03
在高氨废水处理中，需根据废 水的具体情况选择合适的预处 理和后处理工艺，以确保处理 效果和达标排放。
在其他方面的应用
厌氧氨氧化ppt教学内容
水体富营养化
水体富营养化
满足
水体氮素污染
传统生物脱氮工艺
低碳氮比、高氨氮有机废水。
厌氧氨氧化工艺
Anammox 定义
▪ Anammox：在缺氧条件下通过微生物的作用，以 亚硝酸氮为电子受体，氨氮为电子供体，将亚硝酸 氮和氨氮同时转化为N2的过程。
N H 4 1 .3 2 N O 2 0 .0 6 6 H C O 3 0 .1 3 H 0 .0 6 6 C H 2 O 0 .5 N 0 .1 5 1 .0 2 N 2 0 .2 6 N O 3 2 .0 3 H 2 O
Anammox 处理实际废水工程；
▪ 中国科大俞汉青教授团队： 研究Anammox 污泥颗粒化，成功培育 Anammox 颗粒污泥。
▪ 大连理工杨凤林教授团队：分子生物学手段检测Anammox 的菌群组成。 ▪ 北京建筑工程学院郝晓地教授团队：侧重工艺及实际应用研究。 ▪ 华南理工大学周少奇教授、胡勇为教授团队： Anammox 处理垃圾渗滤液。 ▪ 广州微生物所沈萍教授团队： Anammox 处理垃圾渗滤液。
▪ 荧光原位杂交技术：fluorescent in situ hybridazation，FISH
▪ 20世纪70年代后期
▪ 根据已知微生物不同分类级别上种群特异的DNA序列，以利 用荧光标记的特异寡核苷酸片段作为探针，与环境基因组中 DNA分子杂交，检测该特异微生物种群的存在与丰度。
▪ 特点：
1. 可进行样品的原位杂交，避免细菌的纯培养过程 2. 可有效反应环境样品中细菌数量及空间位置，并具有定性、定量分析
Anammox 发展简史
▪ 1977年， Broda根据自由能的变化，预言自然界中存在着 能催化亚硝酸和硝酸氧化氨的细菌，认为它们是隐藏于 自然界的自养型细菌。
污水处理中的厌氧氨氧化技术
拓宽应用范围
厌氧氨氧化技术适用于多种 类型的废水处理，包括工业 废水、城市污水等，具有广 泛的应用前景。
对未来研究的展望
深入研究反应机制
开发高效反应器
进一步深入研究厌氧氨氧化 技术的反应机制和微生物学 特性，有助于优化反应过程
和提高处理效率。
研发高效、稳定的厌氧氨氧 化反应器是未来的研究重点 ，有助于实现技术的规模化
应用。
拓展应用领域
加强工程实践研究
将厌氧氨氧化技术应用于更 多类型的废水处理领域，如 高盐废水、含重金属废水等
，以拓宽其应用范围。
加强厌氧氨氧化技术在工程 实践中的应用研究，不断完 善技术的实际运行效果和经
济效益。
THANKS
感谢观看
pH值
厌氧氨氧化反应的最佳pH值为7.0-8.0。
温度
厌氧氨氧化反应的最佳温度为30-40℃。
停留时间
厌氧氨氧化反应的停留时间一般为2-4小时。
溶解氧
厌氧氨氧化反应中，溶解氧的浓度应低于0.5mg/L。
03
厌氧氨氧化技术的优势与 挑战
厌氧氨氧化技术的优势
节能减耗
厌氧氨氧化技术是一种节能的污水处 理技术，相较于传统的硝化反硝化过 程，可以显著降低能耗。
例如，在北京某大型城市污水处理厂中，通过引入厌氧氨氧化技术，成功实现了高 浓度氨氮废水的处理，并取得了良好的处理效果。
工业废水处理中的应用案例
工业废水成分复杂，处理难度较大。厌氧氨氧化技术在此领域的应用，为工业废水处理提供了新的解 决方案。
在实际应用中，针对不同行业的工业废水，通过合理的工艺设计和参数优化，可以实现高效脱氮，降低 处理成本。
该反应不产生有毒物质，且氮气是自然界的非 活性气体，因此厌氧氨氧化技术是一种环境友 好的污水处理方法。
厌氧氨氧化ppt
Anammox 影响因素
泥龄：厌氧氨氧化菌生长缓慢，故泥龄越长越好。
有机物：异养菌增殖较快，从而抑制厌氧氨氧化活性。
基质浓度：氨浓度和硝酸盐浓度低于1000 mg/L不产生抑制；亚硝酸盐浓度超过100 mg/L产生明显抑制。
Anammox 影响因素
磷酸盐：高浓度的磷酸盐有抑制作用。
对Brocadia anammoxidans，加入1mM的磷酸盐对其活性无影响，但加入5mM完全抑制；
分子生物学：在生物化学与遗传学、微生物学、细胞学、生物物理学等学科相结合的基础上发展起来的崭新学科。 研究对象：生物大分子—核酸（DNA 和RNA）。
分子生物学技术
荧光原位杂交技术 FISH
多聚酶链式反应 PCR
变性梯度凝胶电泳DGGE
DNA克隆
DNA测序及序列分析
分子生物学技术
荧光原位杂交技术 FISH
多聚酶链式反应 PCR
多聚酶链式反应：polymerase chain reaction，PCR 美国Cetus公司Mullis等 1985年 一套大量快速扩增特异DNA片段的系统，属DNA体外合成技术 类似于生物体内DNA的复制过程，重复经过若干个变性、退火、延伸这3 步循环，就可以使目的DNA 扩增放大。 通过PCR，可以在几小时内将一个分子的遗传物质成百乃至上亿倍的复制。该技术具有特异性强、灵敏度高、快速、简便以及重复性好等特点和优点。 经典PCR 荧光定量PCR(Real-time PCR)
1995年，Mulder和van de Graaf等用流化床反应器研究生物反硝化时，发现了氨氮的厌氧生物氧化现象，从而证实了Broda的预言。
2002年，世界第一座Anammox工业化生产反应器在荷兰鹿x 发展简史
厌氧氨氧化
厌氧氨氧化的前世今生
制作人：左晓娜
Table of Contents
内容大纲
1
厌氧氨氧化的发现
2
厌氧氨氧化的原理
3
实验装置
Part 1
厌氧氨氧化的发现
厌氧氨氧化的发现 1 Broda的预言 1977年，奥地利理论化学家Broda根据化学反应热力学，预言自 然界存在以硝酸盐或亚硝酸盐为氧化剂的氨氧化反应，因为与以氧为 氧化剂的氨氧化反应相比，它们释放出的自由能一点也不逊色。 1 2NH4+3O2 2NO2-+2H2O+4H+ 2 NH4+NO2 N2+2H2O 3 5HN4+3NO3 4N2+9H2O+2H+ 既然自然界存在自养型亚硝化细菌，能够催化反应1，那么理论上 也应该存在另一种自养型细菌，能够催化反应2和反应3。由于当时这 种细菌还没有被发现，所以，Broda 认为它们是隐藏于自然界的自养 型细菌。
NH2OH提供电子；实验中有少量NO2-被氧化成NO3-。 厌氧氨氧化涉及的化学反应为： NH2OH + NH3 → N2H4 + H2O N2H4 → N2 + 4[H] HNO2 + 4[H] → NH2OH + H2O
理
Part 3
新型脱氮工艺
SHARON-ANAMMOX工艺
故事章节
过渡页
感谢您，曾经出现在我的生命里
LOGO
人生只若如初见
大结局
THE END
Part 2
厌氧氨氧化的原理
Graff等采用15N的示踪实验研究表明，Anammox是 通过生物氧化的途径实现的，过程中最可能的电子受体是 羟胺（NH2OH），并推测出其代谢途径： 先将NO2-转化成NH2OH，再以NH2OH为电子受体将
制作人：左晓娜
Table of Contents
内容大纲
1
厌氧氨氧化的发现
2
厌氧氨氧化的原理
3
实验装置
Part 1
厌氧氨氧化的发现
厌氧氨氧化的发现 1 Broda的预言 1977年，奥地利理论化学家Broda根据化学反应热力学，预言自 然界存在以硝酸盐或亚硝酸盐为氧化剂的氨氧化反应，因为与以氧为 氧化剂的氨氧化反应相比，它们释放出的自由能一点也不逊色。 1 2NH4+3O2 2NO2-+2H2O+4H+ 2 NH4+NO2 N2+2H2O 3 5HN4+3NO3 4N2+9H2O+2H+ 既然自然界存在自养型亚硝化细菌，能够催化反应1，那么理论上 也应该存在另一种自养型细菌，能够催化反应2和反应3。由于当时这 种细菌还没有被发现，所以，Broda 认为它们是隐藏于自然界的自养 型细菌。
NH2OH提供电子；实验中有少量NO2-被氧化成NO3-。 厌氧氨氧化涉及的化学反应为： NH2OH + NH3 → N2H4 + H2O N2H4 → N2 + 4[H] HNO2 + 4[H] → NH2OH + H2O
理
Part 3
新型脱氮工艺
SHARON-ANAMMOX工艺
故事章节
过渡页
感谢您，曾经出现在我的生命里
LOGO
人生只若如初见
大结局
THE END
Part 2
厌氧氨氧化的原理
Graff等采用15N的示踪实验研究表明，Anammox是 通过生物氧化的途径实现的，过程中最可能的电子受体是 羟胺（NH2OH），并推测出其代谢途径： 先将NO2-转化成NH2OH，再以NH2OH为电子受体将
厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺介绍PPT课件
无需外加碳源
传统的硝化反硝化工艺需要外加碳源 作为电子供体，而厌氧氨氧化工艺则 无需添加碳源。
在碳源缺乏的条件下，厌氧氨氧化工 艺的优势更加明显，可以实现高效的 脱氮处理。
避免了外加碳源的费用和来源问题， 降低了处理成本。
04 厌氧氨氧化(Anammox) 工艺的挑战与前景
微生物种群稳定性
要点一
Anammox工艺的应用场景
Anammox工艺可以应用于各种类型的污水处理厂，特别是对于高氨氮废水的处理具有很好 的效果。
该工艺可以应用于城市污水处理、工业废水处理、农业废水处理等领域，具有广阔的应用前 景。
在城市污水处理中，Anammox工艺可以应用于污水处理厂的脱氮处理，提高出水水质；在 工业废水处理中，该工艺可以应用于高氨氮废水的处理；在农业废水处理中，Anammox工 艺可以应用于畜禽养殖废水的处理。
工业化应用前景
总结词
尽管厌氧氨氧化工艺在研究和应用方面取得了一定的 进展，但仍面临一些挑战和限制。
详细描述
目前，厌氧氨氧化工艺已经在一些污水处理厂和工业废 水处理中得到应用，取得了较好的效果。然而，该工艺 仍面临着一些挑战和限制，如高盐度、有毒物质和短停 留时间等。因此，未来需要进一步研究和改进厌氧氨氧 化工艺，提高其处理效率、稳定性和适应性，以满足工 业化应用的需求。同时，也需要加强该工艺的经济、环 境和可持续性方面的评估和研究，为工业化应用提供更 加全面和可靠的支持。
比较与启示
技术优势
经济性分析
厌氧氨氧化工艺具有高效、节能、环保等 优势，尤其适合处理高氨氮废水。
虽然引进和自主研发Anammox工艺的前期 投资较大，但长期运行下来，其运行费用 较低，经济效益显著。
环境效益
厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺介绍PPT幻灯片
此外根据被代谢的有机物中C的最终去向， 即根据ANAMMOX菌在氧化有机物的过程的
代谢方式和有机碳的去向，可以推断 ANAMMOX的代谢过程。
Strous等在ANAMMOX菌Kuenenia stuttgartiensis的基因组中发现了4个表达脂 肪酸生物合成的基因片段，Rattray等用13C 标记乙酸进行示踪试验，证明了ANAMMOX 菌能通过乙酰辅酶A途径代谢乙酸进而合成 阶梯烷脂质用于合成厌氧氨氧化体膜。
19
OLAND工艺
由自养硝化菌作为生物催化剂所发生的氧 化—还原除氮，为氧控自养硝化反硝化的 简称，该工艺分为两个部分进行：第一步 是将废水中的一半氨氮氧化为亚硝酸盐； 第二步是亚硝酸盐与剩余另一半氨氮发生 厌氧氨氧化反应从而达到脱氮的目的。
20
实现两阶段限氧自养硝化反硝化工艺的关
键在于亚硝化阶段严格控制废水溶解氧水 平，将近50的氨氮转化为亚硝酸盐，从而 实现硝化阶段稳定的出水比例NH4/N021.2±0.2，为厌氧氨氧化阶段提供理想进水，
8
ANAMMOX（厌氧氨氧化）工艺是一项创新 的生物处理工艺，是脱氮领域的重要突破。 ANAMMOX工艺是和废气除氨的投资回报很 高的工艺。以传统的硝化/反硝化工艺相比， 运行成本和二氧化碳产量的减少均高达90%。 此外，该工艺只需要相当于传统工艺一半 的空间。
9
ANAMMOX转化过程是自然氮循环的一条巧 妙的捷径。结合亚硝酸反应， ANAMMOX细菌将铵氨(NH4+)直接转化为气。 帕克环保与代尔夫特技术大学（荷兰）密 切合作，开发了该工艺的工业应用。2002 年夏天第一个ANAMMOX工业装置在荷兰启 动。目前有四个ANAMMOX工业装置在运行。
15
ANAMMOX影响因素研究
厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺介绍课件
23
•。
D
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l
f
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工
业
大
学
对
厌
氧
氨
氧
化
工
艺
PPT学习交流
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处 理 • 与 传 统
含脱 氮 氮技
废术 相
水比 中， 生
的 应物 脱 氮
用新 技
术
处
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25
•到
目
前
为
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，
很
多
学
者
利
用
实
验
室
规
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反
PPT学习交流
26
谢谢观看！
PPT学习交流
27
工前 已
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19
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工硝 化 艺菌
作
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氧
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硝
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关
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21
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实
验
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出
厌氧氨氧化菌PPT课件
感谢您的观看
通过建立动力学模型，可以更好地理解厌氧氨氧化反应的机制和影响因 素，为实际应用提供理论支持。
动力学模型通常包括反应速率方程、细胞生长方程、底物消耗和产物生 成方程等，用于描述反应过程和微生物生长之间的关系。
04 厌氧氨氧化菌的应用
在污水处理中的应用
厌氧氨氧化菌在处理高浓度氨氮废水方面具有明显优 势，能够降低处理成本并提高处理效率。01 Nhomakorabea02
03
污水处理
将厌氧氨氧化菌应用于污 水处理过程中，实现高效 脱氮，降低能耗和减少温 室气体排放。
农业废弃物处理
利用厌氧氨氧化菌处理农 业废弃物，实现废弃物的 资源化利用和氮素的有效 去除。
生态修复
将厌氧氨氧化菌应用于水 体生态修复，改善水环境 质量，促进水生态系统的 平衡。
THANKS FOR WATCHING
过氧化反应生成氮气和水。
在这个过程中，厌氧氨氧化菌将 氨和亚硝酸盐氧化为氮气和水， 同时释放能量，供细胞生长和维
持生命活动。
厌氧氨氧化反应是自然界氮循环 中的一个重要过程，对于维持生 态平衡和全球氮循环具有重要意
义。
厌氧氨氧化反应的微生物学过程
厌氧氨氧化菌在生长过程中，首先利用亚硝酸盐作为电子受体，将氨氧化为羟胺，然后进一 步氧化羟胺为氮气。
厌氧氨氧化途径
研究厌氧氨氧化菌的厌氧氨氧化途径 ，包括氮气还原为亚硝酸盐和硝酸盐 的过程，以及能量代谢和物质转化的 机制。
代谢调控机制
探讨厌氧氨氧化菌的代谢调控机制， 包括酶活性调节、基因表达调控和环 境因素对代谢的影响，为优化厌氧氨 氧化菌的生长和代谢提供理论依据。
厌氧氨氧化菌在生物脱氮技术中的应用前景
在厌氧氨氧化反应过程中，厌氧氨氧化菌通过细胞膜上的酶系进行电子传递和能量转换，将 化学能转化为生物能。
通过建立动力学模型，可以更好地理解厌氧氨氧化反应的机制和影响因 素，为实际应用提供理论支持。
动力学模型通常包括反应速率方程、细胞生长方程、底物消耗和产物生 成方程等，用于描述反应过程和微生物生长之间的关系。
04 厌氧氨氧化菌的应用
在污水处理中的应用
厌氧氨氧化菌在处理高浓度氨氮废水方面具有明显优 势，能够降低处理成本并提高处理效率。01 Nhomakorabea02
03
污水处理
将厌氧氨氧化菌应用于污 水处理过程中，实现高效 脱氮，降低能耗和减少温 室气体排放。
农业废弃物处理
利用厌氧氨氧化菌处理农 业废弃物，实现废弃物的 资源化利用和氮素的有效 去除。
生态修复
将厌氧氨氧化菌应用于水 体生态修复，改善水环境 质量，促进水生态系统的 平衡。
THANKS FOR WATCHING
过氧化反应生成氮气和水。
在这个过程中，厌氧氨氧化菌将 氨和亚硝酸盐氧化为氮气和水， 同时释放能量，供细胞生长和维
持生命活动。
厌氧氨氧化反应是自然界氮循环 中的一个重要过程，对于维持生 态平衡和全球氮循环具有重要意
义。
厌氧氨氧化反应的微生物学过程
厌氧氨氧化菌在生长过程中，首先利用亚硝酸盐作为电子受体，将氨氧化为羟胺，然后进一 步氧化羟胺为氮气。
厌氧氨氧化途径
研究厌氧氨氧化菌的厌氧氨氧化途径 ，包括氮气还原为亚硝酸盐和硝酸盐 的过程，以及能量代谢和物质转化的 机制。
代谢调控机制
探讨厌氧氨氧化菌的代谢调控机制， 包括酶活性调节、基因表达调控和环 境因素对代谢的影响，为优化厌氧氨 氧化菌的生长和代谢提供理论依据。
厌氧氨氧化菌在生物脱氮技术中的应用前景
在厌氧氨氧化反应过程中，厌氧氨氧化菌通过细胞膜上的酶系进行电子传递和能量转换，将 化学能转化为生物能。
厌氧氨氧化菌PPT
特定环境
在污水处理厂、农业排水、工业废水等特定环境中，厌 氧氨氧化菌的分布更为集中。
厌氧氨氧化菌在环境中的作用
氮素转化
厌氧氨氧化菌是唯一能在厌氧条件下将氨氮直接转化为氮气的微生物，对于全球氮素循环具有 重要意义。
污染物去除
厌氧氨氧化菌在污水处理过程中能有效地去除氨氮和总氮，降低水体污染。
厌氧氨氧化菌与其他微生物的相互作用
01
共生关系
厌氧氨氧化菌与产甲烷菌等其他微生物存在共生 关系，共同参与厌氧消化过程。
02
竞争关系
在某些环境下，厌氧氨氧化菌与其他异养硝化细 菌存在营养物质和生存空间的竞争关系。
03
厌氧氨氧化菌的应用
在污水处理中的应用
01 厌氧氨氧化是一种新型的生物脱氮技术，通过厌 氧氨氧化菌的作用，将氨氮和亚硝酸盐同时转化 为氮气，从而达到脱氮的目的。
厌氧氨氧化菌
目录
• 厌氧氨氧化菌的简介 • 厌氧氨氧化菌的生态学 • 厌氧氨氧化菌的应用 • 厌氧氨氧化菌的研究进展 • 厌氧氨氧化菌的未来展望
01
厌氧氨氧化菌的简介
厌氧氨氧化菌的定义
厌氧氨氧化菌是一种在无氧条件下，能够将氨氮转化为 氮气的微生物。
厌氧氨氧化菌属于自养型微生物，它们可以利用二氧化 碳作为碳源，同时将氨氮作为能源进行氧化反应。
厌氧氨氧化菌的发现
厌氧氨氧化菌的发现始于20世纪90年代，荷兰科 学家在污水处理厂的厌氧沉淀池中发现了这种微 生物。
这一发现揭示了厌氧氨氧化菌在自然界中的广泛 存在和重要作用，为解决水体富营养化问题提供 了新的思路。
厌氧氨氧化菌的特性
厌氧氨氧化菌是一种化能自养型微生物，它们可 01 以在无氧条件下利用二氧化碳和氨氮进行氧化反
在污水处理厂、农业排水、工业废水等特定环境中，厌 氧氨氧化菌的分布更为集中。
厌氧氨氧化菌在环境中的作用
氮素转化
厌氧氨氧化菌是唯一能在厌氧条件下将氨氮直接转化为氮气的微生物，对于全球氮素循环具有 重要意义。
污染物去除
厌氧氨氧化菌在污水处理过程中能有效地去除氨氮和总氮，降低水体污染。
厌氧氨氧化菌与其他微生物的相互作用
01
共生关系
厌氧氨氧化菌与产甲烷菌等其他微生物存在共生 关系，共同参与厌氧消化过程。
02
竞争关系
在某些环境下，厌氧氨氧化菌与其他异养硝化细 菌存在营养物质和生存空间的竞争关系。
03
厌氧氨氧化菌的应用
在污水处理中的应用
01 厌氧氨氧化是一种新型的生物脱氮技术，通过厌 氧氨氧化菌的作用，将氨氮和亚硝酸盐同时转化 为氮气，从而达到脱氮的目的。
厌氧氨氧化菌
目录
• 厌氧氨氧化菌的简介 • 厌氧氨氧化菌的生态学 • 厌氧氨氧化菌的应用 • 厌氧氨氧化菌的研究进展 • 厌氧氨氧化菌的未来展望
01
厌氧氨氧化菌的简介
厌氧氨氧化菌的定义
厌氧氨氧化菌是一种在无氧条件下，能够将氨氮转化为 氮气的微生物。
厌氧氨氧化菌属于自养型微生物，它们可以利用二氧化 碳作为碳源，同时将氨氮作为能源进行氧化反应。
厌氧氨氧化菌的发现
厌氧氨氧化菌的发现始于20世纪90年代，荷兰科 学家在污水处理厂的厌氧沉淀池中发现了这种微 生物。
这一发现揭示了厌氧氨氧化菌在自然界中的广泛 存在和重要作用，为解决水体富营养化问题提供 了新的思路。
厌氧氨氧化菌的特性
厌氧氨氧化菌是一种化能自养型微生物，它们可 01 以在无氧条件下利用二氧化碳和氨氮进行氧化反
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英国的泰晤士河口 丹麦Mellerup 河口 南海等
1 厌氧盆地—黑海 2 哥斯达黎加 Golfo Dulce 海湾
Anammox 分布
除了海洋、河口、海湾外，在陆地生态系统中也存在 Anammox，湿地、农田土壤、冻土层、蓄水层等土壤 干湿界面也有探测到Anammox菌。
Anammox 生物脱氮研究
2002年，世界第一座Anammox工业化生产反应器在荷兰 鹿特丹污水处理厂投入运行。
Anammox 分布
海洋中
2002 2004
2004-2013
Baltimore 内港、日本海
Chesapeake 海湾
波罗地海的芬兰湾 安哥拉的Benguela上升流
波罗的海 过渡区 大陆架沉积物
2003
北极圈 极地海冰
荧光原位杂交技术：fluorescent in situ hybridazation，FISH
20世纪70年代后期
根据已知微生物不同分类级别上种群特异的DNA序列，以利 用荧光标记的特异寡核苷酸片段作为探针，与环境基因组中 DNA分子杂交，检测该特异微生物种群的存在与丰度。 特点：
1. 可进行样品的原位杂交，避免细菌的纯培养过程 2. 可有效反应环境样品中细菌数量及空间位置，并具有定性、定量分析 和空间位置识别特点
分子生物学技术
分子生物学：在生物化学与遗传学、微生物学、细胞学、
生物物理学等学科相结合的基础上发展起来的崭新学科。
研究对象：生物大分子—核酸（DNA 和RNA）。
荧光原位杂交技术 FISH
多聚酶链式反应 PCR
分子生物学技术
变性梯度凝胶电泳DGGE DNA克隆
DNA测序及序列分析
荧光原位杂交技术 FISH
Anammox 生物脱氮研究
澳大利亚昆士兰大学的JS Fuerst团队 ：研究细胞生物学，与奈梅亨大学 团队一起探明了厌氨氧化体的结构及其生理特性。 法国的国家基因测序公司Genoscope与Nijmegen团队、Vienna团队以及 Munich团队 ：2005年完成了厌氧氨氧化菌Kuenenia Stuttgartiensis全基 因组的测序。 荷兰海洋研究中心的Jaap Damste研究团队 ：海洋生态系统有关厌氧氨氧
荷兰Delft大学生物应用。
荷兰的Paques 公司首家将Anammox 工艺工程化应用的公司。
世界10座Anammox 废水处理工程： 荷兰的Rotterdam，
Lichtenvoorde，Olburgen；德国的Hattingen， Mechernich； 日本的Mie Prefecture；澳大利来的 Strass；瑞士的 Glanerland 和Kollikon 以及英国的Pitsea 。
变性梯度凝胶电泳 DGGE
变性梯度凝胶电泳 denaturing gradient gelelectrophoresis， DGGE：Myers等创建，属于DNA指纹图谱技术。 PCR扩增产物在具有变性浓度梯度的聚丙烯酰胺凝胶中具有 不同的迁移位点，不同的G＋C含量在胶中产生不同分离的 条带，每一条条带代表一个不同的微生物种群，通常用条带 数目的多少来反映微生物种群的多样性，用条带的染色强度 反映不同细菌种群的丰度。 DGGE在微生物分子生态学方面的应用：
0.066CH 2O0.5 N0.15 1.02 N2 0.26 NO3 2.03H 2O
Anammox 发展简史
1977年， Broda根据自由能的变化，预言自然界中存在着 能催化亚硝酸和硝酸氧化氨的细菌，认为它们是隐藏于 自然界的自养型细菌。 1995年，Mulder和van de Graaf等用流化床反应器研究 生物反硝化时，发现了氨氮的厌氧生物氧化现象，从而 证实了Broda的预言。
厌 氧 氨 氧 化
Anammox
主要内容
1
2 3
Anammox 研究进展 Anammox 检测手段 Anammox 反应机理 Anammox 影响因素 Anammox 应用现状
4
5
水体富营养化
水体富营养化
《2011中国环境状况公报》
在监测的26个湖泊（水库）中，富营养化状态的湖泊（水 库）占53.8%，其中，轻度富营养状态和中度富营养状态
环境中特定微生物种群的鉴定、种群数量分析及其特异微生 物跟踪检测，采用该技术已发现了许多新的微生物物种。
多聚酶链式反应 PCR
多聚酶链式反应：polymerase chain reaction，PCR
美国Cetus公司Mullis等
1985年 一套大量快速扩增特异DNA片段的系统，属DNA体外合成技术
的湖泊（水库）比例分别为46.1%和7.7%。
水体富营养化
水体富营养化
满足
水体氮素污染
传统生物脱氮工艺
低碳氮比、高氨氮有机废水。
厌氧氨氧化工艺
Anammox 定义
Anammox：在缺氧条件下通过微生物的作用，以
亚硝酸氮为电子受体，氨氮为电子供体，将亚硝酸 氮和氨氮同时转化为N2的过程。
NH 4 1.32 NO2 0.066 HCO3 0.13H
化的研究，并探明了厌氧氨氧化菌特征性的阶梯烷细胞化学组分 。
MPE Bremen研究团队 ：首次证实海洋中存在厌氧氨氧化活性 。
Anammox 生物脱氮研究
浙大郑平教授团队：研究Anammox 菌种、工艺和设备。
2008年， 成功将Anammox 应用于味精废水处理，建立了国内第一个
Anammox 处理实际废水工程； 中国科大俞汉青教授团队： 研究Anammox 污泥颗粒化，成功培育 Anammox 颗粒污泥。 大连理工杨凤林教授团队：分子生物学手段检测Anammox 的菌群组成。 北京建筑工程学院郝晓地教授团队：侧重工艺及实际应用研究。 华南理工大学周少奇教授、胡勇为教授团队： Anammox 处理垃圾渗滤液。 广州微生物所沈萍教授团队： Anammox 处理垃圾渗滤液。
环境样品DNA 含量过低
类似于生物体内DNA的复制过程，重复经过若干个变性、退火、 延伸这3 步循环，就可以使目的DNA 扩增放大。
通过PCR，可以在几小时内将一个分子的遗传物质成百乃至上亿 倍的复制。该技术具有特异性强、灵敏度高、快速、简便以及重 复性好等特点和优点。
经典PCR
荧光定量PCR(Real-time PCR)