异养硝化及其在脱氮工艺中的研究_赵彬

第二届全国环境化学学术报告会论文集…一异养硝化及其在脱氮工艺中的研究赵彬林燕何义亮上海交通大学环境科学与工程学院,上海,200240摘要:通过大量实验表明,异养稍化菌是客观存在的,这对脱氮工艺具有重要的理论意义和应用价值,为生物脱氮技术开拓了新的发展空间。本文结合国内外研究,探讨了异养硝化的反应机理,对异养稍化的酶学研究作了简单综述,并概述了异养峭化作用在庆水脱氮工艺中的研究进展。关健词:异养稍化,生物脱氮,好氧反不削七,同时稍化反稍化0前言生物脱氮是目前应用广泛,且经济效益较高的脱氮方法之一。传统的生物脱氮途径一般包括硝化和反硝化两个阶段,分别由硝化菌和反硝化菌作用完成。一般认为,硝化菌是化能自养型微生物。随着异养硝化菌的发现,其在脱氮方面的一些特性引起了人们的关注。同时,许多异养硝化菌也是好氧反硝化菌,使得同时硝化反硝化得以实现。异养硝化菌的这些特性为开发设计新的脱氮土艺,提高脱氮效率,提供了新的理论基础。’__夕`、`尸、吮护异养硝化现象与异养硝化菌,有研究者将异养硝化定义为:异养微生物在好氧条件下将氨/钱或氧化态一3(oxidaitonsatet一3)有机态氮,氧化为轻胺、亚硝酸盐和硝酸盐的过程川。lAexande:的定义为:有机和无机氮化合物从还原态经生物氧化为多种氧化态的过程2[]。该定义涵盖了自养和异养硝化。早在19世纪末,异养硝化现象就在土壤的硝化过程中被发现,但有关这方面的报道一直较少。这主要是因为长期以来,人们总认为自然界的硝化过程基本上由自养硝化菌完成的。自养硝化菌的硝化能力极强,就具体的硝化反应活性来说,一般认为异养生物要比自养生物低10,一1了倍3[],且异养硝化过程难以监测和确定,从而认为异养硝化在硝化过程中的重要性不大。20世纪中期,Quastel和Shcofeifeld在丙酮酸肪培养基中分离出能产生NOZ一(不经过氨化)的异养菌株。随后,Robertson和uKenen从废水处理系统中分离出具有异养硝化作用的泛养硫球菌Thiosphaer。aPntotropha。至此,.关于异养硝化菌的研究重新引起了众多研究者的兴趣丫一一一早期有关异养硝化的研究多集中在对土壤的研究中。大量的实验表明酸性土壤(特别是酸性森林土壤)中主要的硝化作用承担者是异养微生物。对于这一现象的解释是,虽然单位生物量的异养菌氧化NH3的速率较自养菌要慢2一3个数量级