好氧反硝化生物脱氮研究进展

58给水排水Vol.35增刊2009好氧反硝化生物脱氮研究进展高秀花1,2刘宝林3李昌林1沈照理2(1中国石油安全环保技术研究院,北京100083;2中国地质大学(北京)水资源与环境学院,北京100083;3中国地质大学(北京)海洋学院,北京100083)摘要好氧反硝化新型生物脱氮理论的诞生,克服了传统生物脱氮工艺存在的不足,简化了流程,节省了投资和运行费用,提高了脱氮效率。初步探讨了好氧反硝化机理,从不同角度做了理论分析;阐述了有关好氧反硝化脱氮的研究进展;并对好氧反硝化应用前景做了展望,提出了好氧反硝化今后的研究方向重点应放在对好氧反硝化菌的筛选和驯化上,对于好氧反硝化的发生条件、反应中间产物及其反应机理等方面需要进行深入研究。关键词好氧反硝化生物脱氮硝化反硝化ResearchprogressinbiologicalnitrogenremovalofaerobicdenitrificationGaoXiuhua1,2,LiuBaolin3,LiChanglin1,ShenZhaoli2(1.CNPCResearchInstituteofSafety&EnvironmentTechnology,Beijing100083,China;2.ChinaUniversityofGeosciences,SchoolofWaterResource&Environment,Beijing100083,China;3.SchoolofMarineScience,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China)Abstract:Theinnovativeviewofaerobicdenitrificationarebroughtforward,thisovercamethefaultsinconventionalprocesses,simplifiedprocessflow,savedinvestmentandrunningcharge,improveddenitrficationefficiency.Themechanismthereofispreliminiarilydiscussed,andatheoreticalanalysisismadefromdifferentangles.Meanwhile,thedevelopmentofthestudyofaerobicdenitrificationinandoutsideChinaiselaborated,theprospectoftheapplicationofaerobicdenitrifitionismade,anditisProposedthattheemphasisofthefuturestudyofaerobicdenitrificationshouldbeputonthescreeninganddomesticationoftheaerobicdenitrifyingbacteria.theyarestudiedthataretheoptimalconditionsofaerobicdenitrification、reactionIntermediateandthemechanism.Keywords:Aerobicdenitrification;Bioremoval;Nitrification;Denitrifition目前,好氧反硝化的研究已经成为国内外研究的热点。国外许多学者研究证明[1~6],在完全好氧的条件下,同样存在着反硝化作用。在此过程中,好氧反硝化菌同时利用氮和氧作为最终电子受体,直接将氨氮转化为最终气态产物。近年来的许多研究还表明[1,7~12],硝化反应不仅由自养菌完成,某些异养菌也可以进行硝化作用;反硝化不只在厌氧条件下进行,某些细菌也可在好氧条件下进行反硝化;而且,许多好氧反硝化菌同时也是异养硝化菌(如Thiosphaerapantotropha菌),并能把NH3)N氧化成NO-2)N后直接进行反硝化反应。1好氧反硝化机理研究现状到目前为止,好氧反硝化的过程和机理还未得到很好的科学描述,处于探索阶段。针对好氧反硝化现象,对好氧反硝化作用机理目前有三种解释。1.1微生物理论近年来,生物学的进展已经给出了令人较为满意的答案。最初,反硝化被认为是一个严格的给水排水Vol.35增刊200959厌氧过程,因为反硝化菌作为兼性需氧菌优先使用DO呼吸(甚至在DO浓度低达0.1mg/L时也如此)。这一特点阻止了使用硝酸盐和亚硝酸盐作为最终电子受体。不过这种限制只是对于专性厌氧反硝化菌而言。20世纪80年代,好氧反硝化菌的重要发现,Robertson和Kuenen在反硝化除硫系统出水中首次分离出好氧反硝化细菌泛养副球菌