环保技术
传源卤环境 E1-72720
厌氧氨氧化生物脱氮技术
李聪
（武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070）
摘要厌氧氨氧化(Anammox)生物脱氮技术由于在经济方面的独特优势，成为近年国内外研究的热点，是未来污水生物既氧技术发展的主流。目前已有不少国内外学者对厌氧氨氧化作了大量的研究和分析，但是国内对该技术的研究与国外还存在较大的差距，尤其在Anammox机理方面。对Anammox生物既氮技术的发展、机理及研究现状作了全面的论速，并进行了总结，从而为该技术的深入研究及其在实际中的应用奠定基础。
关键调厌氧氨氧化反硝化脱氮
中图分类号：X505
文献标识码：A
文章编号：1672-9064(2010)04-0097-03
厌氧氨氧化（Anaerobic AmmoniumOxidation，Anammox）是指在厌氧或缺氧条件下，微生物直接以NH*-N为电子供体，以NO;~N为电子受体，将NH--N,NO;-N转变成N,的生物过程,3)。是20世纪90年代中期由荷兰Delf技术大学 Lluyver生物技术实验室开发的一种新型生物脱氮技术。在此过程中，NH*的氧化无需分子态氧的参与，而NO;的还原也无需有机物的参与。庆氧氨氧化技术是目前已知的最经济的生物脱鼠技术，与传统的硝化反硝化技术相比，具有置氧量低，运行费用低和不需要外加碳源等优点(3)
本文在目前国内外学者对厌氧氨氧化的研究基础之上，对厌氨氨氧化生物脱氮技术的发展、机理、特性以及工艺进行综述。
厌氧氨氧化的发展 1
奥地利理论化学家EngelbertBroda在1977年根据反应的自由能计算，预测自然界中存在两种尚未发现的矿质营养菌，其中之一为以氧或硝酸根或亚硝酸根为电子受体，把氨转化为N,的自养菌。
ANAMMOX工艺是在荷兰Delf技术大学个中试规模的反硝化流化床中发现的。在该流化床的长期运行过程中， Mulder和vandeGraaf等人发现，反应器内除了反硝化作用所致的各反应物的正常消失以外,NH*和NO,也能同时消失，并伴随着Nz的产生。每氧化5mol的NH需消耗3mol的 NO;,形成4mol的Nz，即反应器中发生了如下反应：
5NH*+3NO,→+4N?+9H;0+2H*△G=297kJ/mol
同年vandeGraaf等人进一步证实厌氧氨氧化是一个生物过程，是由微生物作用引起的。这个结论证实了Broda 的预言，根据反应的条件和细菌利用的底物，可以推测 Anammox菌可能存在于有限氧的硝化生态系统中，也可以存在于有限电子供体的NO反硝化中。Graaf等[4采用"N同位素示踪实验对以NO-为电子受体的厌氧氨氧化进行了研究，实验中，分别用N和"N来标记NH和NO中的N。结果表明：Anammox反应主产物为W-IN（占98.2%），仅1.7%
的产物是1-BNz这一数据证明了NO;是Anammox反应中的关键电子受体，最可能的反应如下所示：
NH+N0,→+Nz+2H,0△G=358kJ/mol
vandeGraaf等的研究同时证明了以下3点：①NO；是最适合的电子受体，羟氨(NH,OH）是最可能的电子受体：② 由于Anammox反应的Gibbs小于零，说明反应是自发和产能的。从理论上来说，它所产生的能量可满足微生物生长所需；③Anammox过程为生物反应过程。
厌氧氨氧化菌的微生物学特性以及作用机理
2 2.1
厌氧氨氧化菌的种类
厌氧氨氧化细菌属于浮莓状菌（Planctomycete），具有世代时间长和外形不规则等特点。目前利用16SrDNA序列分析方法已确定了3个属的厌氧氨氧化细菌：Brocadia属包括 B.anammoxidans和B.Fulgida;Kuenenia属包括K.stuttgartien-sis;Scalindua属包括S.wagneri,S.brodae和S.sorokinii。另外，一些属于β-Proteobacteria的典型好氧氨氧化细菌也能表现出厌氧氨氧化活性，因此在某些厌氧氨氧化研究中有好氧氨氧化细菌存在。
2.2厌氧氨氧化菌的细胞结构
厌氧氨氧化菌是革兰氏阴性光损性球状化能自养菌，直径不到1μm。具有蛋白质的S层，细胞壁上存在漏斗状结构，无肽聚糖，厌氧氮氧化菌有一个单一双分子层（膜）即厌氧氨氧化体（anammoxosome）。厌氧氨氧化菌的细胞质因此被 anammoxosome分为3个部分：（A）外部区域（细胞壁（cell wall），细胞质膜（cytoplasmicmembrane），PP质（paryphop lasm），细胞内质膜(intracytoplasmicmembrande）。（B）核糖质(riboplasm）。（C）厌氧氨氧化体膜（anammoxosomemem-brane），厌氧氨氧化体（anammoxosome），类核（nucleoid）。
厌氧氨氧化菌的生理特性
2.3
厌氧氨氧化菌培养基含NH:、NO:、重碳酸盐、矿物质及微量元素。
可用底物；Schmidt等人在成功的富集培养B.anammoxi-
作者简介；李弱(1986-)，女，实汉理工大学市政工程系在读项士研究生，主要从事水污录控制理论及其应用的研究。
2010.NO.4.
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