(高考生物)生物脱氮过程中氮的转化途径的初探
生物膜有机物和氮的转化途径
生物膜有机物和氮的转化途径生物膜中有机物和氮的转化是一个复杂的过程，涉及多种微生物和酶的参与。
下面将介绍有机物和氮的转化途径。
1.有机物的分解和氮的矿化：有机物的分解通常由多种微生物参与，包括真菌、细菌和放线菌等。
这些微生物分泌酶类，如蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶等，可将有机物分解为简单的有机化合物，如糖、脂肪和氨基酸等。
随后，氨基酸会进一步被分解为氨（NH3），这个过程称为氮的矿化。
氨可以通过被微生物氧化成亚硝酸（NO2），再氧化成硝酸（NO3）。
2.氨化作用：氨化作用是将氨（NH3）转化为有机氮化合物的过程。
这个过程通常由氨氧化细菌（如硝化细菌）参与。
氨氧化细菌可以利用氨为能源，将氨氧化成亚硝酸（NO2），进一步氧化为硝酸（NO3）。
硝酸可以被植物吸收利用，也可以作为一种氧化剂用于许多微生物的代谢过程。
3.反硝化作用：反硝化作用是将硝酸（NO3）还原为氮气（N2）的过程。
这个过程主要由反硝化细菌参与。
反硝化细菌可以在缺氧条件下利用硝酸作为最终电子受体，将硝酸还原为亚硝酸、氨和氮气。
氮气释放到大气中，从而完成氮的循环。
4.氨氧化和反硝化的耦合：在某些情况下，氨化和反硝化两个过程会耦合在一起，形成氨氧化反硝化循环（Anammox）。
这个过程由一类特殊的细菌执行，称为厌氧氨氧化细菌（Anammoxbacteria）。
这些细菌可以在缺氧环境中将氨（NH3）和亚硝酸（NO2）直接转化为氮气（N2），从而完成氮的转化过程。
总的来说，生物膜中有机物和氮的转化涉及到有机物的分解和氮的矿化、氨化作用、反硝化作用以及氨氧化反硝化循环。
这些过程是生态系统中氮循环的重要组成部分，对维持地球生物多样性和生态平衡起着重要作用。
传统生物脱氮方法包含两个步骤
传统生物脱氮方法包含两个步骤:好氧硝化(将H4+转化为NO2-和NO3-)和缺氧反硝化(将NO2-和NO3-转化为N2)。
参与这一过程的硝化细菌主要是自养菌,它们能从NH4+和NO2-的氧化过程中获取能量而生长繁殖。
反硝化细菌则是异养菌,在反应过程中必须提供有机碳源。
然而,很多废水(如污泥消化液、垃圾渗滤液和一些工业废水)缺乏足够的有机碳源,为了能实现较完全的反硝化过程,必须额外添加甲醇等物质作为有机碳源,这大大增加了生物脱氮处理工艺的成本。
近10年来,人们对生物脱氮有了很多新的发现, 如短程硝化/反硝化、同步硝化/反硝化、好氧反硝化以及厌氧氨氧化等。
其中厌氧氨氧化是基于新菌种建立的独特工艺,在反应过程中不需要有机碳源即能实现氮素的脱除,它的发现为低碳氮比废水的处理提供了新的思路。
人们陆续开发了多种自养脱氮工艺,如SHARON+ANAMMOX、CANON、OLAND和NOx等。
本文将在介绍工艺原理的基础上,着重比较分析几种自养工艺的特点和差异。
1自养工艺中氨的氧化途径自养脱氮理念的核心主要包含短程硝化与厌氧氨氧化两个过程。
短程硝化是指通过控制反应条件(如pH、SRT、温度和DO等)实现亚硝酸的积累;厌氧氨氧化则是在厌氧条件下利用NH4+作为电子供体将NO2-转化为N2。
整个反应过程涉及两类菌种和如下三种氨氧化途径。
1.1亚硝化过程传统工艺中的硝化过程需要将NH4+完全氧化为NO3-,其中涉及亚硝酸菌和硝酸菌两种细菌,它们能在有氧条件下分别氧化NH4+和NO2-,并从这一过程中获得生长所需的能量。
由于厌氧氨氧化阶段对进水中NO2-/NH4+的比例有严格要求,因此在自养工艺中需要设法抑制硝酸菌的繁殖,使亚硝酸菌成为优势群体。
实现亚硝酸积累的方法主要有两种:一种是SHARON工艺:在CSTR反应器中,通过控制温度、pH、污泥龄(SRT),逐渐从系统里筛除硝酸菌;另一种是控制溶解氧(DO),由于亚硝酸菌对氧的结合能力比硝酸菌强,DO降低后亚硝酸菌在数量上不会减少,而硝酸菌则会受到明显的抑制。
生物脱氮的方式
生物脱氮的方式
生物脱氮是指通过生物活性物质的作用将氮转化为无机氮化合物，或将氮气转化为可利用的形式。
以下是一些常见的生物脱氮方式：
1. 植物吸收和固定氮：植物通过根系吸收土壤中的氮化合物，如硝酸盐和铵盐，并将其转化为植物体内的有机氮化合物，如蛋白质、核酸等。
这种方式被称为生物固氮，由一些特定的植物和一些细菌共生细菌（如根瘤菌）完成。
2. 氨化作用：一些细菌和真菌可以将无机氮化合物（如硝酸盐）还原为氨，这个过程被称为氨化作用。
3. 反硝化作用：一些细菌可以在缺氧条件下将硝酸盐还原为氮气，这个过程被称为反硝化作用。
这种作用是将土壤中的硝酸盐还原为氮气，从而从生物循环中移除氮。
4. 腐植化作用：一些微生物可以将有机氮化合物（如蛋白质、氨基酸等）分解为无机氮化合物，如氨、硝酸盐等。
这个过程被称为腐植化作用，通常发生在土壤中。
5. 生物膜除氮：一些特定的微生物可以在水体中形成生物膜，将水中的氨氮转化为氮气，从而实现脱氮。
这种生物脱氮方式广泛应用于废水处理和水体生态修复中。
这些生物脱氮方式是自然界中氮循环的重要组成部分，通过这
些方式，生物可以将大气中的氮转化为可利用的形式，并参与到生态系统的物质循环中。
生物脱氮的基本原理
生物脱氮的基本原理生物脱氮是指通过生物活动将氮化合物转化为氮气气体释放到大气中的过程。
生物脱氮的基本原理可以分为三个步骤：氨氧化、硝化和反硝化。
首先是氨氧化。
氨氧化是指将氨氮（NH3）转化为亚硝酸盐（NO2-）的过程。
在自然界中，氨氧化主要由氨氧化细菌完成。
这些细菌生活在土壤、水体和植物根际等环境中，并且广泛存在于各个层次的生态系统中。
氨氧化细菌利用氨作为其能源和氮源，并通过氨氧化酶将氨氧化为亚硝酸盐。
氨氧化酶将氨中的氨基氧化为亚硝酸盐，同时释放出一定量的能量。
这一过程是细菌维持生命活动的重要途径之一。
接下来是硝化。
硝化是指将亚硝酸盐转化为硝酸盐（NO3-）的过程。
硝化一般需要两个步骤：亚硝酸盐氧化为亚硝氧化酸盐（NO2-）和亚硝氧化酸盐氧化为硝酸盐。
这两步都由硝化细菌负责完成。
硝化细菌广泛分布在土壤、水体和植物根际等环境中。
亚硝氧化酸盐氧化为硝酸盐的过程通过另一种酶——亚硝氧化还原酶完成。
最后是反硝化。
反硝化是指将硝酸盐还原为氮气（N2）的过程。
反硝化一般需要两个步骤：首先将硝酸盐还原为亚硝酸盐，再将亚硝酸盐进一步还原为氮气。
这一过程由反硝化细菌负责完成。
反硝化细菌主要分布在水体、湿地和土壤等缺氧环境中。
反硝化细菌能够利用硝酸盐作为电子受体，将有机底物氧化为无机负氧化态物质，同时释放出氮气。
总结起来，生物脱氮的基本原理是通过氨氧化细菌将氨氮转化为亚硝酸盐，然后通过硝化细菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐，最后通过反硝化细菌将硝酸盐还原为氮气释放到大气中。
这一过程在自然界中广泛存在，对维持氮循环的平衡和生态系统的稳定发挥着重要的作用。
同时，生物脱氮也对农业产生着重要的影响，可以减少农业产生的氮肥残留，降低对环境的污染。
生物脱氮的原理
生物脱氮的原理生物脱氮是指利用生物体内的微生物或酶类等生物体系，将有机氮化合物转化为无机氮化合物的过程。
生物脱氮主要是通过微生物的作用，将有机氮化合物分解为无机氮化合物，从而实现氮的循环利用。
生物脱氮的原理涉及到多种微生物和酶的参与，下面将详细介绍生物脱氮的原理。
首先，生物脱氮的原理涉及到一系列微生物的参与。
在自然界中，存在着一类特殊的微生物，它们具有脱氮的能力，能够将有机氮化合物分解为无机氮化合物。
这些微生物包括硝化细菌、反硝化细菌、氨氧化细菌等。
硝化细菌能够将氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐氮，而反硝化细菌则能够将硝酸盐氮还原为氮气。
氨氧化细菌则能够将氨氮氧化为亚硝酸盐氮。
这些微生物在生物脱氮过程中发挥着重要作用，通过它们的代谢活动，有机氮化合物得以分解，从而实现氮的循环利用。
其次，生物脱氮的原理还涉及到多种酶的参与。
在生物脱氮的过程中，多种酶类物质发挥着重要作用。
比如，硝化细菌中的氨氧化酶能够将氨氮氧化为亚硝酸盐氮，而亚硝酸盐氮还原酶则能够将亚硝酸盐氮还原为氮气。
这些酶类物质通过催化反应，加速了生物脱氮过程中的化学反应，促进了有机氮化合物的分解。
此外，生物脱氮的原理还与微生物的代谢活动密切相关。
微生物在生物脱氮的过程中，通过代谢活动产生能量，同时也释放出一些代谢产物。
这些代谢产物对于有机氮化合物的分解起到了重要作用，促进了生物脱氮过程的进行。
总的来说，生物脱氮的原理涉及到多种微生物和酶的参与，通过它们的协同作用，有机氮化合物得以分解为无机氮化合物，从而实现了氮的循环利用。
生物脱氮在农业生产、环境保护等领域具有重要意义，对于提高土壤肥力、改善水质环境等方面都具有积极作用。
因此，深入研究生物脱氮的原理，对于推动农业可持续发展和环境保护具有重要意义。
生物质脱氮的基本原理
生物质脱氮的基本原理
生物质脱氮是一种将氮元素从生物质中去除的过程。
其基本原理是利用微生物对氮的转化作用，将有机氮转化为无机氮，进而实现氮的去除。
生物质脱氮的主要过程包括氨氧化和反硝化。
氨氧化是指将有机氮转化为氨氮的过程，主要由氨氧化细菌（如亚硝酸盐氧化细菌）进行。
这些细菌能够将有机氮底物（如尿素、蛋白质等）通过酶的作用，将其氧化成氨氮。
反硝化是指将氨氧化产生的亚硝酸盐和硝酸盐还原成氮气的过程，主要由反硝化细菌进行。
这些细菌能够利用亚硝酸盐和硝酸盐作为电子受体，将其还原成氮气或氧化态氮。
通过氨氧化和反硝化的连续作用，生物质中的有机氮逐渐转化为无机氮，实现氮的去除。
这种去除氮的过程在自然环境中一直存在，但在生物质脱氮过程中，可以通过调控微生物的生长环境和提供适宜的底物浓度，来加速氮的转化过程，从而提高脱氮效率。
生物脱氮技术
生物脱氮技术生物脱氮技术是一种有效的方法，用于处理含有高浓度氮污染物的废水和污水。
它通过利用微生物的生物活性，将废水中的氮污染物转化为氮气，从而实现脱氮的目的。
这种技术在环保领域中得到了广泛应用。
本文将详细介绍生物脱氮技术的原理、应用和优势。
一、原理生物脱氮技术基于微生物的代谢活动，通过一系列微生物反应将废水中的氮污染物转化为氮气。
具体来说，生物脱氮技术主要包括硝化和反硝化两个过程。
硝化是指将废水中的氨氮转化为硝态氮的过程。
在硝化过程中，氨氮首先被氧化成亚硝酸盐，然后再被氧化成硝酸盐。
这一过程主要由硝化细菌完成。
硝化细菌通过吸收废水中的氨氮，并在氧气的存在下将其转化为硝酸盐。
反硝化是指将废水中的硝态氮还原为氮气的过程。
在反硝化过程中，硝酸盐首先被还原成亚硝酸盐，然后再被还原成氮气。
这一过程主要由反硝化细菌完成。
反硝化细菌通过吸收废水中的硝酸盐，并在缺氧的环境下将其还原为氮气。
通过硝化和反硝化两个过程，生物脱氮技术可以将废水中的氮污染物转化为氮气，从而实现脱氮的效果。
二、应用生物脱氮技术广泛应用于各种含有高浓度氮污染物的废水和污水处理系统中。
例如，生物脱氮技术可以应用于城市生活污水处理厂和工业废水处理厂。
此外，生物脱氮技术还可以应用于农业废水处理和农田灌溉水质的改善。
在城市生活污水处理厂中，生物脱氮技术可以有效地处理含有高浓度氮污染物的污水。
通过生物脱氮技术，污水中的氮污染物可以被转化为氮气，从而减少了对环境的污染。
此外，生物脱氮技术还可以提高污水处理的效率和降低运营成本。
在工业废水处理厂中，生物脱氮技术可以处理各种含有高浓度氮污染物的废水。
通过生物脱氮技术，废水中的氮污染物可以被转化为氮气，从而降低了对环境的影响。
此外，生物脱氮技术还可以减少废水处理过程中的化学药剂使用量，降低了处理成本。
在农业废水处理和农田灌溉水质改善方面，生物脱氮技术也发挥了重要作用。
通过生物脱氮技术，农业废水中的氮污染物可以被转化为氮气，从而减少了对农田的污染。
生物脱氮机理、影响因素及应用工艺详解
生物脱氮机理、影响因素及应用工艺详解生物脱氮是指在微生物的联合作用下，污水中的有机氮及氨氮经过氨化作用、硝化反应、反硝化反应，最后转化为氮气的过程。
其具有经济、有效、易操作、无二次污染等特，被公认为具有发展前途的方法，关于这方面的技术研究不断有新的成果报道。
一、机理详解1、氨化反应氨化反应是指含氮有机物在氨化功能菌的代谢下，经分解转化为 NH4+的过程。
含氮有机物在有分子氧和无氧的条件下都能被相应的微生物所分解，释放出氨。
2、硝化反应硝化反应由好氧自养型微生物完成，在有氧状态下，利用无机氮为氮源将NH4+化成NO2-，然后再氧化成NO3-的过程。
硝化过程可以分成两个阶段。
第一阶段是由亚硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐(NO2-)，第二阶段由硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐(NO3-)。
3、反硝化反应反硝化反应是在缺氧状态下，反硝化菌将亚硝酸盐氮、硝酸盐氮还原成气态氮(N2)的过程。
反硝化菌为异养型微生物，多属于兼性细菌，在缺氧状态时，利用硝酸盐中的氧作为电子受体，以有机物(污水中的BOD成分)作为电子供体，提供能量并被氧化稳定。
二、生物脱氮主要影响因素1、温度生物硝化反应的适宜温度范围为20~30℃，15℃以下硝化反应速率下降，5℃时基本停止。
反硝化适宜的温度范围为20~40℃，15℃以下反硝化反应速率下降。
实际中观察到，生物膜反硝化过程受温度的影响比悬浮污泥法小，此外，流化床反硝化温度的敏感性比生物转盘和悬浮污泥的小得多。
2、溶解氧硝化反应过程是以分子氧作为电子终受体的，因此，只有当分子氧(溶解氧)存在时才能发生硝化反应。
为满足正常的硝化效果，在活性污泥工艺运行过程中，DO值至少要保持在2mg/L以上，一般为2~3mg/L。
当DO值较低时，硝化反应过程将受到限制，甚至停止。
反硝化与硝化在溶解氧的需求方面是一个对立的过程。
传统的反硝化过程需要在严格意义上的缺氧环境下才能发生，这是因为DO与NO3-都能作为电子受体，存在竞争行为。
生物反应脱氮过程
.生物反应脱氮过程
硝化与反硝化反应过程中所参与的微生物种类不同，转化的基质不同，所需的反应条件也不相同。
(1)硝化反应过程硝化反应是将氨氮转化为硝酸盐氮的过程。
它包括两个基本反应步骤：1)由亚硝酸菌参与将氨氮转化为亚硝酸盐(NO2-)
的反应；2)由硝酸菌参与将亚硝酸盐转化为硝酸盐(NO3-)的反应即：
总反应式为：
由上式反应可知：在硝化反应过程中，1 g氨氮转化为硝酸盐氮需耗氧4.57 g，其中亚硝化反应需耗氧3.43 g硝化反应需耗氧1.14 g，同时约消耗7.14 g重碳酸盐碱度(以CaCO3计)。
(2)反硝化反应过程反硝化反应是将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2的过程。
在反硝化过程中，反硝化菌需要有机碳源(如甲醇)作电子供体，利用NO3-中的氧进行缺氧呼吸。
其反应过程为：
6NO3- +2CH3OH →6NO2- +2CO2 +4H2O
6NO2- +3CH3OH →3N2↑ +3CO2↑ +3H2O +6HOH-
总反应式为：
6NO3- +5CH3OH →5CO2 +3N2↑ +7H2O +6OH-
对上式反应可知：反硝化反应过程中每还原1gNO3-可提供2.6 g的氧，消耗2.47 g甲醇(约为3.7 gCOD)，同时产生3.57 g左右的重碳酸盐碱度(以CaCO3计)。
A-O法生物脱氮工艺流程如图3-2-4所示。
该流程又称前置反硝化工艺，同时一般采用硝化混合液回流，故又称内循环生物脱氮工艺。
这是目前焦化废水处理采用较多的一种脱氮工艺。
生物脱氮工艺技术原理
生物脱氮工艺技术原理生物脱氮工艺技术是一种通过微生物作用将废水中的氮化合物转化为氮气的方法。
其原理基于生物学中的氮循环和微生物的生态学特性。
氮是水体中一种普遍存在的污染物之一，主要以氨、亚硝酸盐和硝酸盐形式存在。
氮的排放会导致水体富营养化，引发藻类大量繁殖，形成水华，并且会导致水体中生物多样性的减少。
因此，控制水体中的氮污染是环境保护的重要课题之一。
生物脱氮工艺技术的原理可以分为两个步骤，即硝化和反硝化。
硝化是指将氨化合物转化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程，该过程由两个微生物群落完成：氨氧化细菌（AOB）和亚硝化细菌（NOB）。
AOB能够将氨氧化为亚硝酸盐，反之，NOB则将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。
硝化过程中，AOB需要通过吞噬培养基中的氨氮来提供能量，这也意味着硝化细菌需要有氨氮的来源，而这通常来自于废水中的氨化合物。
反硝化是指将硝酸盐还原为氮气的过程，该过程由厌氧细菌完成。
反硝化细菌可以在缺氧的条件下利用硝酸盐代做电子受体来进行呼吸作用。
在反硝化过程中，硝酸盐首先被还原成亚硝酸盐，然后亚硝酸盐进一步还原为氮气。
这样就将废水中的氮化合物转化为无害的氮气。
生物脱氮工艺技术有几种常用的实施方法，包括活性污泥法、硝化-反硝化变温法、生物反应器法等。
其中，活性污泥法是最常见的一种方法。
该方法通过在废水处理系统中引入活性污泥，使污泥中的微生物进行硝化和反硝化的反应。
活性污泥由含有硝化和反硝化菌的混合液体组成，并通过对氧气、氮气和废水的供给进行操作控制来维持污泥中的微生物群落。
总的来说，生物脱氮工艺技术通过利用微生物的特性，将废水中的氮化合物转化为氮气，从而实现对水体中氮污染的治理。
这种技术不仅有效地减少了氮污染物的排放，还减轻了废水处理的能源消耗和化学药剂的使用量，具有良好的环境和经济效益。
但是，对于不同类型的废水和处理要求，选择合适的生物脱氮工艺技术非常重要，以确保良好的脱氮效果。
生物脱氮的原理
生物脱氮的原理生物脱氮是指生物体内的氮化合物被转化成氮气或氨气的过程，是生态系统中氮循环的重要环节。
生物脱氮的主要途径包括固氮菌的固氮作用、腐生菌和腐生动物的腐解作用、植物的氨化作用等。
本文将从这几个方面来介绍生物脱氮的原理。
首先，固氮菌的固氮作用是生物脱氮的重要途径之一。
固氮菌是一类能够利用空气中的氮气，将其转化成氨氮或其他有机氮物质的微生物。
它们通常生活在根结瘤植物的根结瘤中，通过与植物形成共生关系，在植物体内进行固氮作用。
固氮菌通过酶的作用，将氮气转化成氨氮，供植物吸收利用，同时也促进了土壤中氮的循环。
其次，腐生菌和腐生动物的腐解作用也是生物脱氮的重要途径之一。
腐生菌和腐生动物通过分解有机物质的过程中，释放出氨氮和其他有机氮物质。
这些氮化合物在土壤中被微生物进一步分解，最终转化成氮气释放到大气中，完成了生物脱氮的过程。
另外，植物的氨化作用也是生物脱氮的重要途径之一。
植物通过根系吸收土壤中的氨氮和硝酸盐氮，将其转化成氨基酸等有机氮物质，然后再将这些有机氮物质转化成氮气释放到大气中。
这一过程既满足了植物自身的氮营养需求，又促进了土壤中氮的循环。
总的来说，生物脱氮是生态系统中氮循环的重要组成部分。
通过固氮菌的固氮作用、腐生菌和腐生动物的腐解作用、植物的氨化作用等途径，生物体内的氮化合物得以转化成氮气或氨气，完成了生物脱氮的过程。
这一过程不仅促进了土壤中氮的循环，也为生态系统中的其他生物提供了氮营养物质，对维持生态系统的平衡起着重要作用。
因此，加强对生物脱氮原理的研究，有助于更好地理解生态系统中氮循环的规律，为生态环境保护和氮肥利用提供科学依据。
同时，也可以通过调控固氮菌、腐生菌和植物等在生物脱氮过程中的作用，来促进土壤中氮的循环，提高农作物对氮肥的利用率，实现可持续农业发展。
生物脱氮的原理，是一个值得深入研究和探讨的重要课题。
生物脱氮基本原理
生物脱氮基本原理
生物脱氮（biological denitrification）是指一种将硝态氮还原成氮气或氮氧化物释放到大气中的过程。
它是生态系统中氮氮循环的一个重要环节，扮演着维持生态系统氮平衡的关键角色。
生物脱氮的过程通常由多种微生物共同参与，包括厌氧细菌和厌氧古细菌等。
具体而言，生物脱氮可以分为四个主要步骤：硝态氮的还原、亚硝态氮的生成、亚硝态氮的还原和氮气的释放。
在第一步硝态氮的还原中，厌氧细菌将硝态氮还原为亚硝态氮。
这一步骤通常发生在缺氧的环境中，例如土壤深层或水体底部。
厌氧细菌使用一种特殊的酶，亚硝酸还原酶，将硝酸根离子还原成亚硝酸根离子（NO2-）。
接下来，在亚硝态氮的生成中，亚硝态氮可以进一步由厌氧菌将亚硝酸根离子还原为氨气（NH3）或亚硝酸盐（NO2-）。
这些厌氧菌通过使用另一种酶，亚硝酸叠氮酶，将亚硝酸根离子还原为氨气或亚硝酸盐，并释放出一部分能量。
在第三步亚硝态氮的还原中，亚硝酸根离子可以由厌氧细菌进一步还原为氨气或氮气。
这些厌氧细菌使用一种酶，亚硝酸还原酶，将亚硝酸根离子还原为氨气。
在另一种情况下，厌氧脱氮细菌会将亚硝酸根离子还原为氨气，然后将氨气氧化为氮气。
最后，生成的氨气或氮气可以以气体形式从土壤或水体中释放到大气中。
这样，生物脱氮过程将硝态氮转化成氮气，有效地减轻了氮素的过剩积累，并降低了氮气污染的风险。
总的来说，生物脱氮是一种重要的氮素循环过程，通过微生物的参与将硝态氮还原为氮气，能够有效降低氮素过剩的风险，维持生态系统的氮平衡。
了解生物脱氮的基本原理，对于理解氮循环过程和生态系统的氮管理具有重要意义。
生物脱氮过程氮的变化
生物脱氮过程氮的变化生物脱氮啊，这就像是一场神奇的氮元素大变身之旅。
氮元素在生物脱氮过程中的变化可有趣了。
咱先说说氨氮吧。
氨氮就像是一群调皮的小娃娃，在污水里到处乱窜。
在生物脱氮的初始阶段，污水里的含氮有机物被微生物分解，就像把一个大蛋糕切开分给好多小食客一样，分解出氨氮这个小家伙。
这氨氮呢，在水中那是相当活跃，可它要是就这么在水里待着，那可不行，就像家里要是有一群调皮捣蛋的孩子一直瞎闹，那得乱成什么样啊。
接下来就到了硝化过程。
这个过程就像是给氨氮小娃娃们找了个学校，让它们接受教育，发生转变。
在这个硝化的学校里，有两类特殊的微生物老师，一类叫亚硝酸菌，另一类叫硝酸菌。
亚硝酸菌先把氨氮这个小娃娃变成亚硝酸氮，这就像是给小娃娃换了一身新衣服，从原来的模样变成了有点不一样的状态。
然后呢，硝酸菌这个老师又进一步把亚硝酸氮变成了硝酸氮。
这时候的氮元素，就像是经过了深造的学生，又有了新的身份。
这硝酸氮在水里的状态就和氨氮的时候大不一样了，变得更加稳定一些，就像一个孩子长大了，不再那么调皮捣蛋，开始变得稳重起来。
再往后就是反硝化过程啦。
这反硝化过程啊，就像是把硝酸氮这个已经有点稳重的家伙又拉回到了充满活力的世界，但又不是变回原来的氨氮那种调皮样。
在这个过程中，有一些反硝化细菌，它们就像一群神奇的魔法师。
这些魔法师在缺氧的环境下工作，它们把硝酸氮或者亚硝酸氮当作魔法材料，然后施展出神奇的魔法。
它们把硝酸氮变成氮气，氮气就像一群自由的小鸟，从水里飞走了。
这就相当于把在水里捣乱或者变得稳重但占地方的氮元素给赶出去了，让水变得干净起来。
你说这神奇不神奇？这就好比家里有一些旧东西占着地方，然后突然有个魔法把这些旧东西变成了会飞的小鸟飞走了，家里一下子就宽敞干净了。
在整个生物脱氮的过程中，氮元素从最初的含氮有机物分解出氨氮，再到硝化过程变成亚硝酸氮和硝酸氮，最后通过反硝化变成氮气飞走。
这每一步啊，都离不开那些微生物的努力。
生物脱氮的方式
生物脱氮的方式在自然界中，氮是一种非常重要的元素，它参与了生物体内大量的生物化学过程，例如合成蛋白质、核酸和氨基酸等。
然而，过量的氮会对生态系统造成负面影响，例如导致水体富营养化和气候变化等问题。
因此，生物脱氮成为了一种重要的氮循环过程，通过生物体内的微生物和植物等生物来将过量的氮转化为氮气释放到大气中，从而达到氮平衡的目的。
生物脱氮主要有三种方式：固氮、硝化反硝化和植物吸收。
第一种方式是固氮，它是一种将氮气转化为氨的过程。
在自然界中，大部分氮气是以氮分子（N2）的形式存在于大气中，而氮分子是一种非常稳定的分子，直接被植物和动物利用是非常困难的。
然而，一些微生物具有固氮能力，例如植物根际的一些细菌和蓝藻等，它们可以通过酶的作用将氮分子还原成氨，然后合成氨基酸等有机化合物。
这种固氮的过程使得氮分子能够被生物体利用，进而进入食物链。
第二种方式是硝化反硝化，它是一种将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程，并最终还原为氮气释放到大气中的过程。
在这个过程中，氨氮首先被一些硝化细菌氧化成亚硝酸盐，然后再被亚硝酸盐氧化成硝酸盐。
硝酸盐可以被其他一些反硝化细菌还原成氮气，完成氮的脱氮过程。
这个过程在土壤和水体中广泛存在，通过硝化反硝化的作用，生物体内的氮得以循环利用。
第三种方式是植物吸收，植物通过根系吸收土壤中的氮元素，使其转化为有机氮，并进入植物体内。
植物通过氮元素的吸收和利用，可以合成蛋白质和其他氮含量较高的有机物质，进而进入食物链中。
同时，植物的生长和代谢也需要消耗氮元素。
因此，植物的吸收过程也是一种生物脱氮的方式。
总结起来，生物脱氮是通过固氮、硝化反硝化和植物吸收等方式，将过量的氮转化为氮气释放到大气中的过程。
这个过程在自然界中起着非常重要的作用，有助于维持氮的平衡，减少氮造成的环境问题。
不同的生物脱氮方式相互联系，共同构成了氮循环的过程。
在未来的研究中，可以进一步探索和利用这些生物脱氮的方式，以减少氮污染，保护环境。
生物脱氮过程中氮的转化途径的初探
生物脱氮过程中氮的转化途径的初探摘要近些年来，出现了一些新的脱氮的工艺，对生物脱氮的原理的研究也进一步深进，这使脱氮的理论不断地得到开展和完善。
本文结合实验室小型SBR试验的结果，围绕脱氮过程中N2O的产生中对脱氮途径进行了介绍，其目的在于使人们对这些不同的途径有更深的熟悉。
其中特别有必要的一项工作便是对这些脱氮途径作出了明确的定义，并将它们进行了区分。
最后对一些尚未能解释的咨询题以及一些假设作了讨论。
1．简介对氮元素转化途径的研究起源于农业中对氮胖在土壤中的转化的探讨。
土壤系统中氮元素总的输进和输出的不平衡使科学家们困惑了50多年〔e.g.Allison,1995〕，同样的情况也出现在许多水处理的脱氮工艺中，这使得人们对氮元素其它转化途径的研究产生了喜好。
最初人们对生物脱氮的熟悉是NH3或NH4＋在微生物的作用下转化为NO2-以及NO3-，后两者再转化为N2而到达氮的往除，现在瞧来这种熟悉是比立粗略的。
对脱氮其它途径的研究实际上能够回结为对脱氮过程中间产物以及他们产生的环境条件和微生物机理的研究。
这些中间产物包括NO、N2O以及N2。
N2O是一种对环境碍事极大的温室气体，它的要紧往向是在大气的同温层中原子态的氧反响生成NO，NO对臭氧层会造成破坏〔Bliefert,1994〕。
这就使得许多水处理工艺尽管实现了水体中脱氮但却有可能对大气造成碍事。
2．实验结果的分析实验室中SBR反响器是一个有效容积为4L的有机玻璃柱，每个周期10.5小时，实验工序为：进水→厌氧搅拌3hr→曝气8hr→→沉淀1hr→排水，每个周期排水2L进水2L，曝气时期溶解氧操纵在2。
在通过比立试验全然排除了游离氨被吹脱的可能之后，采纳试验进水CODcr为720mg/L,NH4＋-N为110mg/L，在系统稳定运行之后对一周期各时期内水相中各种氮化合物的浓度进行跟踪试验。
实验期间每间隔1hr测定一次数据。
依据这些数据绘成图1。
图1中，在前2个小时的缺氧搅拌中〔即0～2hr〕NO X--N有明显下落，但NH4+-N全然没有变化，讲明本系统中未发生厌氧氨氧化过程而是硝酸盐缺氧反硝化的结果。
水处理中生物脱氮基本原理
水处理中生物脱氮基本原理进行生物脱氮可分为氨化－硝化－反硝化三个步骤。
由于氨化反应速度很快，在一般废水处理设施中均能完成，故生物脱氮的关键在于硝化和反硝化。
生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和NH3-N转化为N2和NxO气体的过程[1]。
废水中存在着有机氮、NH3-N、NOx－-N等形式的氮，而其中以NH3-N和有机氮为主要形式。
在生物处理过程中，有机氮被异养微生物氧化分解，即通过氨化作用转化为成NH3-N，而后经硝化过程转化变为NOx－-N，最后通过反硝化作用使NOx－-N转化成N2，而逸入大气。
由此可见，进行生物脱氮可分为氨化－硝化－反硝化三个步骤。
由于氨化反应速度很快，在一般废水处理设施中均能完成，故生物脱氮的关键在于硝化和反硝化。
1.氨化作用氨化作用是指将有机氮化合物转化为NH3-N的过程，也称为矿化作用。
参与氨化作用的细菌称为氨化细菌。
在自然界中，它们的种类很多，主要有好氧性的荧光假单胞菌和灵杆菌、兼性的变形杆菌和厌氧的腐败梭菌等。
在好氧条件下，主要有两种降解方式，一是氧化酶催化下的氧化脱氨[2]。
例如氨基酸生成酮酸和氨：另一是某些好氧菌，在水解酶的催化作用下能水解脱氮反应。
例如尿素能被许多细菌水解产生氨，分解尿素的细菌有尿八联球菌和尿素芽孢杆菌等，它们是好氧菌，其反应式如下：在厌氧或缺氧的条件下，厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进行还原脱氨、水解脱氨和脱水脱氨三种途径的氨化反应。
2.硝化作用硝化作用是指将NH3-N氧化为NOx－-N的生物化学反应，这个过程由亚硝酸菌和硝酸菌共同完成，包括亚硝化反应和硝化反应两个步骤。
该反应历程为：亚硝酸菌有亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属和亚硝酸球菌属。
硝酸菌有硝酸杆菌属、硝酸球菌属。
亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌[22]。
发生硝化反应时细菌分别从氧化NH3-N 和NO2－-N的过程中获得能量，碳源来自无机碳化合物，如CO32－、HCO－、CO2等。
生物脱氮技术研究
1 绪论1.1 污水脱氮处理的研究背景随着社会的不断发展和人们生活水平的不断提高，水环境日益恶化，水中的氮含量不断增加造成水质严重恶化。
近几十年的发展使得农村、城市的地面水、地下水都存在三氮（氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮）的污染。
氨态氮是水相环境中氮的主要存在形态。
当含氨废水排入江河湖泊，尤其是水资源不十分充足的小河、鱼塘中时，可引起受纳水体亏氧，滋生有害水生物，导致鱼类中毒。
城市生活废水、各种饲养场的排放水、化粪池浸滤液，其氨氮含量在100～500mg/L之间。
随着有色金属湿法冶金的发展，这些生产厂常排放出高浓度的含氨或铵废水，其氨氮含量在10g/L以上，有的甚至高达100g/L左右。
2000年度监测数据表明，黄河在宁夏入境断面(中卫下河沿)氨氮浓度不超过国家《地面水环境质量标准》(GZHG1-1999)规定中的要求，但到达控制断面(银古公路桥)和出境断面(宁钢浮桥)均超标严重，其中银古桥公路桥断面超标率为66.7%，超标2.16倍，宁钢浮桥断面超标率达100.0%，超标3.20倍。
氨氮污染沿程加重趋势十分明显。
近几年，黄河水质控制断面(银古公路桥)氨氮污染呈逐年明显上升趋势。
氨氮已成为影响黄河水质的首要污染。
目前,黄河水质类别以Ⅴ类或超Ⅴ类水质为主[1]。
硝酸盐氮污染最近40年来已成为一个世界性的环境问题。
例如美国Texas州Runnels 县地下水中NO3-含量达233mg/L；英国在1970年NO3--N间歇超过113 mg/L，1980年约为90 mg/L，1987年达142 mg/L；中国北京地下水中硝酸盐最高值为314mg/L，石家庄市地下水中NO3-含量达20～40mg/L，最高值为96mg/L。
此外还有丹麦、法国、加拿大、德国、荷兰、印度、埃及等国家的饮用地下水也受到不同程度的污染。
英国和美国的一些研究结果显示，饮用地下水的硝酸盐含量与胃癌、食道癌的发病率及死亡率成正比。
在河南省林州、安阳县做的饮用水的NO3-含量调查，取水样43个，居民饮用的地下水中NO3-含量大大超过世界卫生组织(WHO)颁布的饮用水质标准45mg/L(或NO3-中的N为10mg/L)。
生物 除氮原理
生物脱氮基本原理1、氨化作用在好氧或厌氧条件下，通过微生物胞外酶的水解作用使含氮有机物转化为氨基酸，之后进入胞内由脱氨基产生氨的过程称为氨化作用，参与氨化反应的细菌称为氨化细菌，它们的种类很多，主要有好氧性的大肠杆菌、荧光假单胞菌等，厌氧性的腐败梭菌和变形杆菌等，以下为氨基酸在有氧条件下的反应式【3】：RCHNH2COOH + 02 = RCOOH + C02 + NH3除了蛋白质外，核酸、尿素、几丁质、卵磷脂等含氮有机物，它们都能被相应的微生物分解，释放出氨。
氨化作用不论是在有氧还是在无氧条件下，还是在任何的酸碱性环境中都可以进行，但当环境中存在一定浓度的酚，或木质素-蛋白质复合物时，会阻碍氨化作用的进行。
2、硝化作用硝化作用是指硝化菌将氨氮氧化成硝酸盐氮的过程，因为硝化菌为自养型好氧菌，所以硝化过程必须在好氧条件下进行。
它们以二氧化碳、碳酸盐或者碳酸氢盐作为碳源，通过氧化氨氮获得能量。
硝化过程可分为两个阶段，分别由亚硝酸菌和硝酸菌完成。
第一步是由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐，亚硝酸菌包括亚硝酸盐单胞菌属和亚硝酸盐球菌属。
第二步是由硝酸菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐，硝酸菌包括硝酸盐杆菌属、螺旋菌属和球菌属。
这类菌利用无机碳化合物为碳源，从亚硝酸盐的氧化中获得能量。
硝化作用的两步反应均需在有氧条件下进行，反应式可表示为：NH4++1.382O2+1.982HC03-→0.982NO2-+1.036H20+1.891H2CO3+0.018C5H702NNO2-+0.48802+0.001H2CO3+0.003HCO3-+0.003NH4+→NO3-+O.008H2O+0.003C5H7O2N总反应式为：NH4++1.86O2+1.982HC03-→0.982NO3-+1.044H20+1.881H2C03+0.021C5H7O2N硝化反应受一系列环境因素影响，其中主要包括：温度、溶解氧、pH值和碱度、污泥龄、有机负荷等。
生物脱氮基本原理
生物脱氮基本原理作者：weidongwin阅读：994次上传时间：2005-10-13推荐人：weidongwin (已传论文17套)简介：进行生物脱氮可分为氨化－硝化－反硝化三个步骤。
由于氨化反应速度很快，在一般废水处理设施中均能完成，故生物脱氮的关键在于硝化和反硝化。
关键字：生物脱氮基本原理氨化硝化反硝化同化生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和NH3-N转化为N2和N x O气体的过程[1]。
废水中存在着有机氮、NH3-N、NO x－-N等形式的氮，而其中以NH3-N和有机氮为主要形式。
在生物处理过程中，有机氮被异养微生物氧化分解，即通过氨化作用转化为成NH3-N，而后经硝化过程转化变为NO x－-N，最后通过反硝化作用使NO x－-N转化成N2，而逸入大气。
由此可见，进行生物脱氮可分为氨化－硝化－反硝化三个步骤。
由于氨化反应速度很快，在一般废水处理设施中均能完成，故生物脱氮的关键在于硝化和反硝化。
1. 氨化作用氨化作用是指将有机氮化合物转化为NH3-N的过程，也称为矿化作用。
参与氨化作用的细菌称为氨化细菌。
在自然界中，它们的种类很多，主要有好氧性的荧光假单胞菌和灵杆菌、兼性的变形杆菌和厌氧的腐败梭菌等。
在好氧条件下，主要有两种降解方式，一是氧化酶催化下的氧化脱氨[2]。
例如氨基酸生成酮酸和氨：(2-1)丙氨酸亚氨基丙酸法丙酮酸另一是某些好氧菌，在水解酶的催化作用下能水解脱氮反应。
例如尿素能被许多细菌水解产生氨，分解尿素的细菌有尿八联球菌和尿素芽孢杆菌等，它们是好氧菌，其反应式如下：(2-2)在厌氧或缺氧的条件下，厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进行还原脱氨、水解脱氨和脱水脱氨三种途径的氨化反应。
(2-3)(2-4)(2-5)2. 硝化作用硝化作用是指将NH3-N氧化为NO x－-N的生物化学反应，这个过程由亚硝酸菌和硝酸菌共同完成，包括亚硝化反应和硝化反应两个步骤。
该反应历程为：亚硝化反应 (2-6)硝化反应 (2-7)总反应式(2-8)亚硝酸菌有亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属和亚硝酸球菌属。
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（生物科技行业）生物脱氮过程中氮的转化途径的初探生物脱氮过程中氮的转化途径的初探摘要近些年来，出现了一些新的脱氮的工艺，对生物脱氮的原理的研究也进一步深入，这使脱氮的理论不断地得到发展和完善。
本文结合实验室小型SBR试验的结果，围绕脱氮过程中N2O的产生中对脱氮途径进行了介绍，其目的在于使人们对这些不同的途径有更深的认识。
其中很有必要的一项工作便是对这些脱氮途径作出了明确的定义，并将它们进行了区分。
最后对一些尚未能解释的问题以及一些假设作了讨论。
1．简介对氮元素转化途径的研究起源于农业中对氮肥在土壤中的转化的探讨。
土壤系统中氮元素总的输入和输出的不平衡使科学家们困惑了50多年（e.g.Allison,1995），同样的情况也出现在许多水处理的脱氮工艺中，这使得人们对氮元素其它转化途径的研究产生了兴趣。
最初人们对生物脱氮的认识是NH3或NH4＋在微生物的作用下转化为NO2-以及NO3-，后两者再转化为N2而达到氮的去除，现在看来这种认识是比较粗略的。
对脱氮其它途径的研究实际上可以归结为对脱氮过程中间产物以及他们产生的环境条件和微生物机理的研究。
这些中间产物包括NO、N2O以及N2。
N2O是一种对环境影响极大的温室气体，它的主要去向是在大气的同温层中原子态的氧反应生成NO，NO对臭氧层会造成破坏（Bliefert,1994）。
这就使得许多水处理工艺虽然实现了水体中脱氮但却有可能对大气造成影响。
2．实验结果的分析实验室中SBR反应器是一个有效容积为4L的有机玻璃柱，每个周期10.5小时，实验工序为：进水→厌氧搅拌3hr→曝气8hr→厌氧搅拌1.5hr→沉淀1hr→排水，每个周期排水2L进水2L，曝气阶段溶解氧控制在2.5～3.0mg/L。
在通过对照试验基本排除了游离氨被吹脱的可能之后，采用试验进水CODcr为720mg/L,NH4＋-N为110mg/L，在系统稳定运行之后对一周期各阶段内水相中各种氮化合物的浓度进行跟踪试验。
实验期间每间隔1hr测定一次数据。
根据这些数据绘成图1。
图1中，在前2个小时的缺氧搅拌中（即0～2hr）NO X--N有明显下降，但NH4+-N 基本没有变化，说明本系统中未发生厌氧氨氧化过程而是硝酸盐缺氧反硝化的结果。
在运行周期的第2～8小时的曝气状态下，NH4＋-N浓度迅速下降，由58.8mg/L降为0.1mg/L，这主要是好氧硝化的结果。
8小时曝气之后的缺氧阶段，NO3--N和NO2--N也有比较明显的减少，说明再次发生缺氧反硝化。
当然，在这三个阶段中其它途径对脱氮所作的贡献将在下文结合对各种途径的介绍作进一步的阐述。
图1运行过程中各种形态的氮的变化情况而在整个周期中TN从59.9mg/L降为8.5mg/L，好氧反应期间各种含氮化合物的化学衡量计算得到：氨氮经硝态氮（包括硝基氮和亚硝基氮）脱氮途径所得脱氮量仅占同期脱氮总量的46.5%，在扣除生化合成反应所需氮素之外，尚有50%左右的氮在硝化之前便已去向不明,对此唯一的解释是在此过程中产物以气态形式进入周围的空气中。
由于衡算过程比较复杂，不作详细介绍。
3.硝化3.1自养型硝化硝化是指NH3或NH4＋经由NO2-被氧化为NO3-的过程。
硝化过程通常是由自养或兼性微生物完成的（Laanbroek等1994）。
这些微生物可分为两类，第一类微生物将NH3或NH4＋氧化为NO2-，被称为初级硝化菌，典型的如Nitrosomonaseuropaea；第二类微生物将氧化为NO3-，被称为次级硝化菌，典型的如Nitrobacterwinogradskyi （Macdonald,1986;Klemedtssonetal.,1999）。
通常利用基因探测针的方法可以对活性污泥中参与硝化的微生物进行分析和检测（Wagner等1996）。
需要强调的是目前还尚未发现一种单一的微生物能将NH3或NH4＋直接氧化为NO3-。
硝化过程会产生一些中间产物。
第一个NH3被氧化中间产物是NH2OH，这个反应的催化剂是氨单一氧酶（Wood,1986）。
氨单一氧酶的催化作用会受到一些底物的限制，这些底物通过共价键将酶结合到其活性区域从而会抑制酶对NH3的催化氧化功能。
比如说C2H2会被转化为一种具有电抗性的不饱和环状化合物，这种化合物能通过共价键抑制氨单一氧酶的活性（McCarty,1999）。
C2H2在浓度为0.1到10Pa的范围内会抑制NH3的氧化（Bergetal.,1982）。
CH3F是氨单一氧酶的另一种抑制剂(Hymanetal.,1994)。
但与C2H2相比它的优点是在较高浓度下（10kPa）不会影响反硝化过程(OremlandandCulbertson,1992)。
第二步NH3的氧化过程是NH2OH转化为NO2−，这一反应的催化剂是羟基氧化还原酶（McCarty,1999），而联氨对这类酶有抑制（NicholasandJones,1960）。
NO2−氧化为NO3-的酶是亚硝酸盐氧化还原酶（Bocketal.,1986）。
氯酸盐是这一反应的催化剂（BelserandMays,1980）。
另外，浓度过高的NH3会对硝化细菌产生毒性。
有文献称：每1g干的Nitrosomonassp.的生成需要消耗30gNH3（Schlegel,1992）。
因而，就算在硝化细菌数量并不多的环境中，它在氮的转化方面的作用是很大的。
无论是最终产物NO3−还是一些中间产物都会大量产生，然而后者在工艺过程中并不会产生积累。
N2O的产生来源于价态介于NH4＋和NO2-之间的NH3的氧化物的化学分解作用，例如NH2OH或NO2−本身。
也有证据表明NH2OH或NH3的不完全的氧化形式能导致N2O的产生（HooperandTerry,1979）。
因而，NH3氧化为NO2-的过程可能是产生N2O的一个源头。
不仅如此，通过其产物NO2-和NO3-硝化与反硝化结合了起来，后者是N2O产生的另一个显著的过程，将在下面的文章中对其进行更深入的阐述。
3.2非自养型硝化与自养型硝化细菌利用硝化作用作为能量来源合成CO2不同，非自养型硝化细菌利用有机碳作为碳源和能量（RobertsonandKuenen,1990;Castignetti,1990）。
虽然自养型硝化和非自养型硝化的底物、最终产物以及中间产物是相同的，但在两个过程中发生作用的酶是有区别的。
在非自养型硝化过程中发生作用的氨单一氧酶并不受C2H2的抑制。
非自养型硝化细菌不仅能氧化NH3，同样能氧化氮的其它有机物例如尿素（Papenetal.,1989）。
有报导表明自养型硝化将在有氧条件下产生NO3−，可能在环境条件变得于之有利的条件下参与反硝化（CastingnettiandHollocher,1984）。
与传统的反硝化细菌不同（见下文），这些非自养型硝化细菌经常能够在有氧条件下进行反硝化（Robertsonetal.,1989）。
N2O作为NO2−转化为的N2中间产物（Andersonetal.,1993;Richardsonetal.,1998）在有氧环境下，每个细胞单位的非自养型硝化细菌比自养型硝化细菌产生更多的N2O （Papenetal.,1989;Andersonetal.,1993）。
虽然普遍认为非自养型硝化是较小的N2O产生源，但在一定条件下非自养型硝化仍会产生大量的N2O，例如低PH值，较高的氧浓度以及有机物质较好的生物可利用性（Papenetal.,1989;Andersonetal.,1993）。
4.反硝化（denitrification）反硝化是NO3-转化为N2的过程，这一过程中会产生一些中间产物（如图2）。
反硝化由反硝化细菌完成，它们包括Pseudomonas,Bacillus,Thiobacillus,Propionibacterium以及其他的一些菌类（Firestone,1982）。
这些占主导地位的微生物是特殊的厌氧微生物，在氧浓度较低或者厌氧条件下，它能以NO3-替代氧气作为电子受体。
对反应起催化作用的酶是硝酸还原酶，亚硝酸还原酶，硝酸氧化还原酶以及亚硝酸氧化还原酶（HochstemandTomlinson,1988,见图2）。
与硝化相比，N2O在反硝化过程中是一种中间物质。
如果PH值低，那么N2O的释放就较多，因为N2O的还原在较低PH值下会受到抑制（Knowles,1982）。
如果NO3-较多N2O/N2的比例就会较高，因为NO3-是比N2O更强的电子受体（Schlegel,1992）如果水中有一定浓度的溶解氧那么这一比例还会升高，因为O2对亚硝酸氧化还原酶的抑制强于对其他反硝化过程中的还原酶的抑制（Knowles,1982）。
在较高氧浓度下，反硝化细菌的好氧代谢会增强，这样NO3-就不会减少。
除了这些环境因素，还没有发现C2H2以外的对反硝化以及N2O的转化有抑制作用的物质。
如果C2H2的浓度达到10kPa那么N2O便会成为反硝化唯一的最终产物(Yoshinarietal.,1997)。
概括的说，N2O是反硝化的一种中间产物，在低氧浓度、充足的NO3-以及可生化碳源的条件都会导致它的大量产生。
5.联合硝化反硝化(couplednitrification-denitrification)之所以提到联合硝化反硝化是因为它经常会与硝化细菌反硝化混淆。
英文中“coupled”一词的意思是“结合”或“联合”。
联合硝化反硝化不是一个分开的过程，这个术语是用来强调硝化过程中产生NO2-的或NO3-能被反硝化细菌所利用。
如果微生物菌落所处的环境条件良好，硝化细菌和反硝化细菌都存在与于对方的微环境中，就会出现这种在硝化和反硝化之间的联合(e.g.Arah,1997)。
在对这些微环境的研究之中，Khdyer和Cho(1983)用一个土壤柱对硝化和反硝化的程度进行了实验，这个土壤柱中均匀地混合有尿素，并且其中氧的浓度是呈梯度的。
结果是硝化发生在好氧层，而在厌氧区域反硝化占据的主要地位。
而N2O 产生于厌氧与好氧的交界部位，并能向土壤表面扩散。
这表明N2O更多地产生于对硝化细菌和反硝化细菌都较为适宜的环境中。
同时硝化反硝化被用来处理污水，通过环境条件使反应控制在硝化和反硝化的交界阶段而达到较好的脱氮效果（dosSantorsetal.,1996）。
6.硝化细菌反硝化硝化细菌反硝化是硝化的一种途径。
在硝化细菌反硝化中，NH4＋转化为NO2-然后NO2-再转化为N2O和N2（图3）。
这一系列的反应仅仅在一类被称为自养型初级硝化菌的微生物群落作用下完成。
在次级硝化菌中也存在一种进行硝化细菌反硝化类似的途径。
据报导，以丙酮酸盐作为电子供体某些Nitrobacter能够在厌氧条件下由NO3-产生N2O（Freitagetal.,1987）。