厌氧氨氧化菌特性及其在生物脱氮中的应用_祖波

厌氧氨氧化菌特性及其在生物脱氮中的应用

*祖　波1　张代钧1,2**　白玉华1

(重庆大学环境科学系　重庆　400030)1

(重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点试验室　重庆　400030)2

*国家自然科学基金资助(No .50378094)

教育部优秀青年教师基金项目(No .教人司[2003]355号)

**通讯作者　Tel /Fax :86-023-********,E -mail :dzhang @cqu .edu .cn

收稿日期:2005-05-09,修回日期:2005-07-11

摘要:在无分子氧环境中,同时存在NH +4和NO -2时,NH +4作为反硝化的无机电子供体,

NO -2作为电子受体,生成氮气,这一过程称为厌氧氨氧化。目前已经发现了3种厌氧氨氧

化菌(B rocad i a ana mm oxidan s ,K uenenia st u tt gartiensis ,Sca li ndua s or ok i n ii );对厌氧氨氧化

菌的细胞色素、营养物质、抑制物、结构特征和生化反应机理的研究表明,厌氧氨氧化菌

具有多种代谢能力。基于部分硝化至亚硝酸盐,然后与氨一起厌氧氨氧化,以及厌氧氨氧

化菌与好氧氨氧化菌或甲烷菌的协同耦合作用,提出了几种生物脱氮的新工艺(ANAM -M OX 、SHA RON -ANAMM OX 、CANON 和甲烷化与厌氧氨氧化耦合工艺)。

关键词:厌氧氨氧化菌,ANAMM OX ,CANON ,S HARON -ANAMM OX

中图分类号:X 703 文献标识码:A 文章编号:0253-2654(2006)01-0149-05

The Character and App lication of Ana mm ox Bat er i a i n W aste wat er B i ot reat m ent

*ZU Bo 1　ZHANG Dai -Jun 1,2**　B A IYu -H ua 1

(D e part m en t ofE nvir on m en t a lS cience ,Cho ngq i ng Un iver sity ,Cho ngqi ng 400030)

1(Key Lab or a t or y fo r t he E xp l oit a tio n ofS o u t h wester n R es o urce ＆the Envi r on men t a lD is asterCon t r o l

Eng i neering ,M i n istr y of Educati o n ,Chongqi ng 400030)2Ab stract :An aerob i c amm on i u m oxi dati on i s a ne w p roces s in w h i ch a mm on i u m is oxidized w ith n itrit e as t h e e -

l ectron accep t or under anox i c cond iti ons ,prod u ci ng d i n itrogen gas .Th ree ana mm ox b act eria (B r o cad i a ana m -

m oxi da n s ,Kuene n i a st u tt gartie n sis ,Sca li ndua s o ro ki n ii )have been f ound recentl y .Th e investigation on cyto -ch ro m e s pectra ,nu triti on ,i nhibit ors ,cell struct u res and b i oche m istry reacti on m echan is m s i n ana mm ox bact eri -

a i nd icat ed t hat ana mmox bacteria had t he poten ti a l of d i verse me t abo l ic t ypes .Several novelm i cro

b ial n itrogen

re m ovalp rocess esh ave been devel op ed (ANA MMOX process 、S HARON -ANAMMOX p rocess 、CANON p rocess

an d i n t egrati on ofm ethanogenesisw it h anaer obic a mmon i u m oxi dation ).

K ey words :Ana mmox bact eri a ,ANAMMOX ,CANON ,S HAR ON -ANA MMOX

1977年B roda 指出,化能自养细菌能以NO -3、CO 2和NO -2作为氧化剂把NH +4氧化

为N 2。推测自然界可能存在以NO -2为电子受体的厌氧氨氧化反应[1]。后来有研究发现氨氧化菌N itroso m onas europaea 和N itr os omonas e u tropha 能同时硝化与反硝化,利用NH 2OH 还原NO -2或NO 2,或者在缺氧条件下利用NH +4作为电子供体,把NH +4转化为N 2。在利用NO 2为电子受体时,其厌氧氨氧化的最大速率(以单位蛋白质计)约为2nm ol /(m in m g )。然而在反硝化的小试实验中发现了一种特殊自养菌的优势微生物群体,它以NO -2为电子受体,最大比氨氧化速率(以单位蛋白质计)为55nmo l /(m i n m g )。