首页 | 官方网站   微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 125 毫秒
1.
厌氧氨氧化生物脱氮技术的研究进展   总被引:7,自引:0,他引:7  
厌氧氨氧化是指在厌氧条件下,厌氧氨氧化混合菌直接以NH4 为电子供体,以NO3-或NO2-为电子受体,将NH4^ 、NO3-或NO2-转变成N2的过程。厌氧氨氧化作为一种新型的污水处理工艺具有较高的理论意义和良好的应用前景。本文主要阐述了厌氧氨氧化生物脱氮技术原理、厌氧氨氧化的可能途径、方法及其应用现状,并且讨论了厌氧氨氧化反应的微生物学机理和厌氧氨氧化工艺的开发,提出了今后研究的主要方向。  相似文献   

2.
厌氧氨氧化菌特性及其在生物脱氮中的应用   总被引:9,自引:0,他引:9  
在无分子氧环境中,同时存在NH4^+和NO2^-时,NH4^+作为反硝化的无机电子供体,NO2^-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(Brocadia anammoxidans,Kuenenia stuttgartiensis,Scalindua sorokinii);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(ANAMMOX、SHARON—ANAMMOX、CANON和甲烷化与厌氧氨氧化耦合工艺)。  相似文献   

3.
自然生态系统中的厌氧氨氧化   总被引:1,自引:0,他引:1  
沈李东  郑平  胡宝兰 《生态学报》2011,31(15):4447-4454
厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,anammox)是由anammox菌在缺氧条件下以氨为电子供体、以亚硝酸为电子受体的生物反应,反应产物为氮气,该反应的发现为全球氮素循环增添了新的内容。参与anammox反应的微生物是anammox菌,anammox菌是一群分支很深的浮霉状菌,目前已发现的anammox菌有5个属8个种。催化anammox反应的是一特殊的细胞结构-厌氧氨氧化体,每种已发现的anammox菌中都存在该特殊结构。有关anammox反应的生化机理目前普遍认为,NO和联氨(N2H4)是anammox反应的重要中间体,NO可将NH4 直接氧化,形成N2H4,N2H4在联氨氧化酶的作用下最终转化为氮气。Anammox最初发现于人工脱氮系统,已发现的8种anammox菌中7种来自于人工系统。但越来越多的证据表明,anammox菌广泛分布于自然界的海洋、淡水和陆地生态系统中,在区域氮素循环中起着不同程度的作用。影响自然生态系统中anammox反应的主要环境因子包括有机质含量、NO3-浓度和盐度等,但在不同的生态系统,anammox反应的主导影响因子存在较明显差异。本文综述了anammox菌的类群和生化反应机理,总结了anammox菌在各种自然生态系统中的分布与生态多样性,并论述了anammox反应在全球氮素循环中的重要性以及影响此过程发挥的主要环境因子。  相似文献   

4.
王衫允  祝贵兵  曲冬梅  尹澄清 《生态学报》2012,32(21):6591-6598
随着生物反应器和海洋生态系统中厌氧氨氧化反应的发现,自然生态系统的氮循环过程被重新认识,但是目前厌氧氨氧化过程是否也存在于富营养化湖泊湿地并发挥着重要作用,还未见报道。结合15N同位素示踪与分子生物学技术研究了白洋淀湖泊湿地沉积物中厌氧氨氧化菌的分布、菌群结构特性、生物多样性及其活性。结果表明,在藻类影响导致的高氨氮沉积物中,厌氧氨氧化菌具有广泛存在性。通过构建16S rRNA克隆文库发现,沉积物中厌氧氨氧化菌的生物多样性相对较低,在2%差异度的条件下,30个克隆序列只分为5个操作分类单元(OTUs),代表序列与Genebank数据库中已探明的厌氧氨氧化菌Candidatus Brocadia fulgida和Candidatus Brocadia anammoxidans同源性最高,分别可达97%和96%。同位素示踪结果表明,白洋淀湖泊湿地沉积物中厌氧氨氧化活性为0.19—7.78 nmol N g-1h-1,空间差异较大,产生的氮气占此沉积物总氮气生成量的0.64%—20.65%,体现了湿地的异质性。通过得出的厌氧氨氧化反应速率推算每年由厌氧氨氧化反应损失的氮量为1.8—78gN m-2a-1,对白洋淀氮循环起到非常重要的作用。富营养化湖泊湿地沉积物中厌氧氨氧化反应的发现为研究厌氧氨氧化对氮循环的重要影响提供了新证据。  相似文献   

5.
【目的】厌氧氨氧化过程是一种能在厌氧条件下氧化NH4+同时还原NO2–或者NO3–生成N2的过程,是氮素循环过程的重要途径之一。厌氧氨氧化过程由厌氧氨氧化细菌催化完成,目前通过分子生物学的手段已证实了厌氧氨氧化细菌存在于多种类型的生境中,本文对厌氧氨氧化细菌在不同类型生境中的多样性分布规律进行了系统分析。【方法】基于NCBI数据库中厌氧氨氧化细菌的16SrRNA基因序列,利用Mothur分析平台系统分析了厌氧氨氧化细菌在不同生境中的多样性分布规律和特征。【结果】分析表明,海洋环境中Ca. Scalindua属的厌氧氨氧化细菌占绝对主导;淡水和农业土壤中Ca. Brocadia属的厌氧氨氧化细菌占优势;工程系统中普遍存在Ca. Brocadia和Ca. Kuenenia属的厌氧氨氧化细菌;而湿地和河口环境中厌氧氨氧化细菌多样性最高,Ca. Scalindua、Ca. Brocadia和Ca. Kuenenia属的厌氧氨氧化细菌均有较高的相对丰度,显示出了陆地与海洋交汇的显著特征。【结论】本研究系统展示了不同的生境中厌氧氨氧化细菌的多样性群落结构生境分布特征,表明环境特征差异直接影响了厌氧氨氧化细菌的种群分布和系统演化。  相似文献   

6.
海洋氮循环中细菌的厌氧氨氧化   总被引:5,自引:0,他引:5  
细菌厌氧氨氧化过程是在一类特殊细菌的厌氧氨氧化体内完成的以氨作为电子供体硝酸盐作为电子受体的一种新型脱氮反应.厌氧氨氧化菌的发现,改变人们对传统氮的生物地球化学循环的认识:反硝化细菌并不是大气中氮气产生的唯一生物类群.而且越来越多的证据表明,细菌厌氧氨氧化与全球的氮物质循环密切相关,估计海洋细菌的厌氧氨氧化过程占到全球海洋氮气产生的一半左右.由于氮与碳的循环密切相关,因此可以推测,细菌的厌氧氨氧化会影响大气中的二氧化碳浓度,从而对全球气候变化产生重要影响.另外,由于细菌厌氧氨氧化菌实现了氨氮的短程转化,缩短了氮素的转化过程,因此为开发更节约能源、更符合可持续发展要求的废水脱氮新技术提供了生物学基础.  相似文献   

7.
硝酸盐和硫酸盐厌氧氧化甲烷途径及氧化菌群   总被引:1,自引:0,他引:1  
甲烷属于温室气体,厌氧氧化甲烷有效地减少了大气环境中甲烷的含量。依据吉布斯自由能变,以SO42、Mn4+、Fe3+、NO3等作为电子受体,厌氧条件下甲烷可以转化为CO2。重点阐述以SO42和NO3为电子受体时甲烷厌氧氧化的机理、反应发生的环境条件以及甲烷厌氧氧化菌的特点。针对目前研究存在的主要问题,提出了今后的发展方向。SO42为电子受体时,甲烷厌氧氧化的可能途径包括:逆甲烷生成途径、乙酰生成途径以及甲基生成途径。甲烷的好氧或厌氧氧化协同反硝化是以NO3为电子受体的甲烷氧化的可能途径。环境中的甲烷、硫酸盐或硝酸盐的浓度,有机质的数量,以及环境条件对甲烷的厌氧氧化有显著影响。  相似文献   

8.
限氧自养硝化-反硝化生物脱氮新技术   总被引:10,自引:0,他引:10  
张丹  徐慧  李相力  张颖  陈冠雄 《应用生态学报》2003,14(12):2333-2336
限氧自养硝化—反硝化是部分硝化与厌氧氨氧化相耦联的生物脱氮反应过程,通过严格控制溶解氧在0.1~0.3mg·L^-1,实现硝化反应控制在亚硝酸阶段,然后以硝化阶段剩余的NH4^+作为电子供体,在厌氧条件下实现反硝化,该反应过程是完全的自养硝化—反硝化过程,具有能耗低、脱氮效率高、反应系统占地面积小等优点,适用于处理COD/NH4^+—N低的废水,是一种非常有应用前景的生物脱氮技术,文中详细介绍了限氧自养硝化—反硝化生物脱氮反应过程的研究进展,讨论了其微生物学机理及应用前景。  相似文献   

9.
厌氧氨氧化菌群体感应系统研究   总被引:6,自引:0,他引:6  
丁爽  郑平  张萌  陆慧锋 《生态学报》2012,32(8):2581-2587
厌氧氨氧化(Anammox)是以铵为电子供体将亚硝酸盐转化为氮气的生物过程。厌氧氨氧化菌(AAOB)生理代谢和细胞结构均十分特殊,且在氮素循环中起着十分重要的作用。厌氧氨氧化已成为环境学、微生物学、海洋学等领域的研究热点。但是,至今人们未能对厌氧氨氧化菌进行纯培养,这严重限制了对厌氧氨氧化菌的深入研究。群体感应是一种普遍存在于微生物细胞之间的通讯机制,它具有根据菌群密度和周围环境变化调节基因表达,以控制细菌群体行为的功能。厌氧氨氧化菌活性的细胞密度效应和生物团聚行为与细菌中普遍存在的群体感应现象相符。探讨了厌氧氨氧化菌群体感应系统存在的可能性、工作机制及其生态学意义,以期为厌氧氨氧化菌的分离培养、团聚体培育等提供理论指导。  相似文献   

10.
【目的】分离和鉴定一株高效降氨除臭芽孢杆菌,并研究其氮素迁移过程。【方法】采用自行设计的筛选平台,根据菌落形态、生理生化特征及16S rRNA基因序列的系统进化树分析进行菌株鉴定;在好氧和厌氧条件下,以NH4+-N为唯一氮源,通过检测NH4+-N、NO2?-N、NO3?-N和产生的气体浓度,明确菌株在降氨过程中氮素的迁移过程及特点。【结果】筛选出一株高效降氨除臭芽孢杆菌,经生化与分子鉴定为凝结芽孢杆菌;其在好氧条件下将NH4+-N降解为NO3?-N,降解率为98%;同时少量NO3?-N经好氧反硝化作用还原为N2;在厌氧条件下进行了硝化作用,但NH4+-N降解率仅为23.7%,且反硝化过程不明显。【结论】筛选得到的高效降氨除臭凝结芽孢杆菌在好氧和厌氧条件下皆具有异养硝化作用,但厌氧条件下反硝化作用不显著,好氧反硝化作用产生的含氮气体为氮气,其在农业和环保领域具有巨大的产业化潜力。  相似文献   

11.
厌氧氨氧化菌的物种多样性与生态分布   总被引:5,自引:0,他引:5  
厌氧氨氧化是微生物和环境领域的重大发现,厌氧氨氧化可同时去除氨氮和亚硝氮,在环境工程上具有重大开发价值.由于厌氧氨氧化菌生长极慢,倍增时间长达11 d以上,严重制约了该反应的开发进程,因此,对厌氧氨氧化菌的研究具有重要意义.厌氧氨氧化菌种类丰富,除了人们最早认识的浮霉状菌外,还有硝化细菌和反硝化细菌,这些菌群生态分布广泛,为开辟新的厌氧氨氧化菌种资源创造了条件.硝化细菌和反硝化细菌兼有厌氧氨氧化能力,其代谢多样性为加速厌氧氨氧化反应器的启动提供了依据.厌氧消化污泥可呈现硫酸盐型厌氧氨氧化活性,可为新型生物脱氮工艺的研发奠定基础.探明厌氧氨氧化菌种资源及其生态分布,将有利于厌氧氨氧化的开发应用.  相似文献   

12.
祝贵兵 《生态学报》2011,31(6):1487-1493
随着海洋生态系统中的厌氧氨氧化反应和氨氧化古菌的发现,自然生态系统的氮循环过程被重新认识,但是目前尚无在陆地深层的相关报道。结合同位素示踪与分子生物学技术探索了稻田深层土壤中anammox与AOA的存在及特性。结果表明,在沼渣处理废水浇灌的高含氮稻田深层土壤中,anammox与AOA共存。通过构建克隆文库发现,此土壤中厌氧氨氧化菌的生物多样性相对较低,35个克隆序列只分为4个独立操作单元(OTU),代表序列与Genebank数据库中已探明的厌氧氨氧化菌Candidatus 'Kuenenia stuttgartiensis’的同源性超过95%;对氨氧化古菌的分析发现,20个克隆子共得到5个OTU,其与基因库中土壤/沉积物进化分支关系最近,序列的同源性部分超过98%。同位素示踪的初步结果表明,anammox产生的氮气占此土壤总氮气生成量的24.1%-29.8%。AOA与anammox的共存为anammox反应的广泛存在与发生提供了新思路。  相似文献   

13.
Anaerobic ammonium oxidation (anammox) is a recently discovered microbial pathway and a cost-effective way to remove ammonium from wastewater. Anammox bacteria have been described as obligate chemolithoautotrophs. However, many chemolithoautotrophs (i.e., nitrifiers) can use organic compounds as a supplementary carbon source. In this study, the effect of organic compounds on anammox bacteria was investigated. It was shown that alcohols inhibited anammox bacteria, while organic acids were converted by them. Methanol was the most potent inhibitor, leading to complete and irreversible loss of activity at concentrations as low as 0.5 mM. Of the organic acids acetate and propionate, propionate was consumed at a higher rate (0.8 nmol min−1 mg of protein−1) by Percoll-purified anammox cells. Glucose, formate, and alanine had no effect on the anammox process. It was shown that propionate was oxidized mainly to CO2, with nitrate and/or nitrite as the electron acceptor. The anammox bacteria carried out propionate oxidation simultaneously with anaerobic ammonium oxidation. In an anammox enrichment culture fed with propionate for 150 days, the relative amounts of anammox cells and denitrifiers did not change significantly over time, indicating that anammox bacteria could compete successfully with heterotrophic denitrifiers for propionate. In conclusion, this study shows that anammox bacteria have a more versatile metabolism than previously assumed.  相似文献   

14.
Anaerobic ammonium oxidation (anammox) is a recently discovered microbial pathway and a cost-effective way to remove ammonium from wastewater. Anammox bacteria have been described as obligate chemolithoautotrophs. However, many chemolithoautotrophs (i.e., nitrifiers) can use organic compounds as a supplementary carbon source. In this study, the effect of organic compounds on anammox bacteria was investigated. It was shown that alcohols inhibited anammox bacteria, while organic acids were converted by them. Methanol was the most potent inhibitor, leading to complete and irreversible loss of activity at concentrations as low as 0.5 mM. Of the organic acids acetate and propionate, propionate was consumed at a higher rate (0.8 nmol min(-1) mg of protein(-1)) by Percoll-purified anammox cells. Glucose, formate, and alanine had no effect on the anammox process. It was shown that propionate was oxidized mainly to CO(2), with nitrate and/or nitrite as the electron acceptor. The anammox bacteria carried out propionate oxidation simultaneously with anaerobic ammonium oxidation. In an anammox enrichment culture fed with propionate for 150 days, the relative amounts of anammox cells and denitrifiers did not change significantly over time, indicating that anammox bacteria could compete successfully with heterotrophic denitrifiers for propionate. In conclusion, this study shows that anammox bacteria have a more versatile metabolism than previously assumed.  相似文献   

15.
Here we report on the biodiversity and abundance of aerobic and anaerobic ammonium-oxidizing bacteria in sediment samples from the Xinyi River, Jinagsu Province (China). The biodiversity of aerobic ammonium-oxidizing bacteria in the sediment was assessed using the amoA gene as functional marker. The retrieved amoA clones were affiliated to environmental sequences from freshwater habitats. The closest cultivated relative was Nitrosomonas urea. Anaerobic ammonium-oxidizing (anammox) bacteria were studied using anammox and planctomycete-specific 16S rRNA gene primers. The sediments contained 16S rRNA genes and bacterial cells closely related to the known anammox bacterium Candidatus'Brocadia anammoxidans'. Anaerobic continuous flow reactors were set up to enrich anammox organisms from the sediments. After an adaptation period of about 25 days the reactors started to consume ammonium and nitrite, indicating that the anammox reaction was occurring with a rate of 41-58 nmol cm(-3) h(-1). Community analysis of the enrichments by quantitative fluorescence in situ hybridization showed an increase in the abundance of anammox bacteria from < 1% to 6 +/- 2% of the total population. Analysis of the 16S rRNA genes showed that the enriched anammox organisms were related to the Candidatus'Scalindua' genus.  相似文献   

16.
Anaerobic ammonium-oxidizing (anammox) bacteria oxidize ammonium with nitrite and produce N(2). They reside in many natural ecosystems and contribute significantly to the cycling of marine nitrogen. Anammox bacteria generally live under ammonium limitation, and it was assumed that in nature anammox bacteria depend on other biochemical processes for ammonium. In this study we investigated the possibility of dissimilatory nitrate reduction to ammonium by anammox bacteria. Physically purified Kuenenia stuttgartiensis cells reduced (15)NO(3) (-) to (15)NH(4) (+) via (15)NO(2) (-) as the intermediate. This was followed by the anaerobic oxidation of the produced ammonium and nitrite. The overall end-product of this metabolism of anammox bacteria was (15)N(15)N dinitrogen gas. The nitrate reduction to nitrite proceeds at a rate of 0.3 +/- 0.02 fmol cell(-1) day(-1) (10% of the 'normal' anammox rate). A calcium-dependent cytochrome c protein with a high (305 mumol min(-1) mg protein(-1)) rate of nitrite reduction to ammonium was partially purified. We present evidence that dissimilatory nitrate reduction to ammonium occurs in Benguela upwelling system at the same site where anammox bacteria were previously detected. This indicates that anammox bacteria could be mediating dissimilatory nitrate reduction to ammonium in natural ecosystems.  相似文献   

17.
厌氧氨氧化在污水处理中的研究进展   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
厌氧氨氧化(ANAMMOX)是指厌氧氨氧化细菌在厌氧条件下以亚硝酸盐为电子受体将氨氮氧化为氮气的过程。由于在节能降耗和环境友好上的独特优点,基于厌氧氨氧化原理的脱氮技术被公认是目前最具应用前景的生物脱氮技术,因此自发现以来一直是国内外研究的热点。综述近年有关厌氧氨氧化细菌、厌氧氨氧化机理、反应的影响因素及其在污水处理应用方面的研究进展,并展望厌氧氨氧化在污水处理领域的发展方向。  相似文献   

18.
Nitrogen removal with the anaerobic ammonium oxidation process   总被引:3,自引:0,他引:3  
Anaerobic ammonium-oxidizing (anammox) bacteria convert ammonium to N2 with nitrite as the terminal electron acceptor in the absence of O2. Nitritation–anammox bioreactors provide a cost-effective and environment-friendly alternative to conventional nitrification/denitrification nitrogen removal systems. Currently, this process is only applied for ammonium removal from wastewater with high ammonium load and temperature. Nevertheless, recent results obtained with laboratory-scale bioreactors suggest new possible routes of application of the Nitritation–anammox technology including (1) municipal wastewater treatment, removal of (2) methane in combination with nitrite-reducing methane-oxidizing bacteria, (3) nitrate coupled to organic acid oxidation and (4) nitrogen oxides. The current review summarizes the state-of-the-art of the application of Nitritation–anammox systems and discusses the possibilities of utilizing these recent results for wastewater treatment.  相似文献   

19.
厌氧氨氧化颗粒污泥聚集机制研究进展   总被引:1,自引:1,他引:0  
厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,anammox)工艺被认为是当前污水生物脱氮领域最经济的处理工艺,有利于实现污水处理厂的能源自给。厌氧氨氧化菌是该工艺的核心功能微生物。以厌氧氨氧化菌为主导微生物形成的厌氧氨氧化颗粒污泥具有沉速大、污泥持留能力强及对不利环境抵抗能力强等突出优势,是实现厌氧氨氧化工艺最有前景的污泥形态。本论文围绕厌氧氨氧化颗粒,介绍了厌氧氨氧化菌的特性、种类及代谢途径,综述了厌氧氨氧化颗粒污泥的形成假说及与厌氧氨氧化颗粒污泥聚集密切相关的胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)和群体感应研究现状,并对今后厌氧氨氧化颗粒的研究进行了展望,以期为后续厌氧氨氧化颗粒的研究及厌氧氨氧化颗粒工艺的优化提供参考。  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司    京ICP备09084417号-23

京公网安备 11010802026262号