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污水处理技术之厌氧氨氧化生物脱氮技术
点击次数:774 发布时间:2017-09-06

以亚硝酸盐作为氧化剂将氨氧化成氮气,或以氨作为电子供体将亚硝酸盐还原为氮气的生物反应,称为厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation, ANAMMOX) 。能够进行厌氧氨氧化的微生物,称为厌氧氨氧化菌。

厌氧氨氧化

厌氧氨氧化

厌氧氨氧化的发现加深了人们对氮素循环的认识,也为人们研究和开发新型生物脱氮工艺提供了理论依据。

优势

很高的总氮去除率;

二氧化碳产生量比传统硝化/反硝化工艺减少90%;

减少50%的空间需求;

动力消耗比传统硝化/反硝化工艺减少60%;

不消耗甲醇;

剩余污泥产量极少

厌氧氨氧化

ANAMMOX, one step nitrogen removal

生化机理

经典模型

厌氧氨氧化

厌氧氨氧化生化机理图(1)

Edward F. DeLong, Nature, 2002

亚硝酸盐被亚硝酸盐还原酶还原为羟胺(NH2OH),联氨水解酶催化羟胺和氨缩合成联氨(N2H2),zui后,联氨在联氨氧化酶 HZO(或羟胺氧化还原酶 HAO)的催化下转化为氮气,同时释放的电子通过传递链交给亚硝酸盐还原酶。

厌氧氨氧化

厌氧氨氧化生化机理图(2)

Kuenen, J. G. , NAT REV MICROBIOL, 2008

亚硝酸盐被亚硝酸盐还原酶(NIR)还原,得电子转化为中间体 NO,NO 进而与氨共同在联氨水解酶(HH)的作用下转化为联氨,zui后联氨经联氨氧化酶(HAO)催化,转化为氮气,同时释放 4 个电子。

释放的电子被辅酶Q和细胞色素C还原酶综合体转化为质子动力势PMF,产生的质子H+被ATP合成酶(ATPpase)转化为能量ATP,供微生物使用。

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