“红菌”发展简史：厌氧氨氧化的发现、研究与应用

这些生物膜的脂质由五个碳环融合在一起形成一个密集的阶梯。这种“梯形烷”脂质是独特的，因为它需要大的能量建成，并且很不稳定。可以认为，这种结构使得该膜非常致密，所以能够阻止联氨泄漏到细胞其余地方。“这完全是一个谜，大自然怎会创造出这种脂质”来自哈佛大学的有机化学家兼诺贝尔奖获得者Elias Corey说道，目前Elias Corey已经在实验室构造出该脂质的结构。科学家们目前正在解析该菌的基因组，目的是想解释这种生物膜是怎么形成的。荷兰团队已经对生产这种脂质的工艺申请专利，希望微电子产业能够为这种坚不可摧的膜提供一个用武之地。

厌氧氨氧化菌最实际的应用在于污水的处理。污水厂和一些制造化肥或精炼石油的工厂会产生数百万升富含氨的废水，所有的这些含氮废水都需要降解掉。传统方法是使用硝化菌将氨转换成亚硝酸盐或硝酸盐，然后反硝化菌再将其还原成氮气。硝化过程的微生物需要氧气，并且需要巨量的氧气，因此一些机器就要耗费大量的电来为这些污泥进行曝气。不但如此，反硝化过程还需要外碳源，例如甲醇，甲醇燃烧又会产生二氧化碳。所以，这种工艺是代价高昂的，不仅占用大量空间还对环境不好。

而厌氧氨氧化污水处理工艺的形成，提供了重要的优势。厌氧氨氧化菌能够利用氨作为他们的能源，这就不需要再用昂贵的甲醇。并且该反应不需要氧气，所以厌氧氨氧化工艺会消耗更少的电量。该工艺不仅不产生二氧化碳，反而还会消耗它，所以该工艺是非常环保的。总之，与传统的工艺相比，厌氧氨氧化工艺会减少90%的运行费并节省50%的空间面积。

荷兰Paques公司，总部位于Balk，该公司已经开发出第一个厌氧氨氧化反应器。原型已经建成，并且作为鹿特丹城市污水处理厂的一部分，现在运行良好。

虽然厌氧氨氧化很可能成为污水处理中重要的一部分，但是它在广阔的世界里中作的用可能是更深远的。海洋学家对厌氧氨氧化的研究推断，如果该反应能够在缺氧池中进行，那么也可能在海洋中的部分贫氧区发生，有助于海洋中氮循环。如果是这样的话，这将会解决一个40年之久的海洋之谜。

在60年代中期，来自西雅图华盛顿大学的Francis Rids注意到，在缺氧的海湾，氨总是莫名其妙的减少。他推测这些氨一定是在厌氧条件下被氧化成氮气，要么是无机的，要么是通过一些未知的微生物。当时，海洋学家觉得这个想法很荒谬。

但是到了2001年12月，来自德国不莱梅马克斯普朗克研究所的Marcel Kuypers（从事海洋微生物研究）和它的同事决定去黑海对厌氧氨氧化菌进行调查，而黑海则是全球最大的缺氧流域。

这个团队从水下85到100米深的地方取水样，因为在该深水层氧气是不存在，并且发现该水层中只含有微量的氨。正如推测的那样，海洋中也发现了厌氧氨氧化菌，这也是他们首次在海洋中发现该菌。厌氧氨氧化菌是异常高效的，并且认为海洋中氮气的产生，一半是来自厌氧氨氧化菌。该现象迫我们使对全球氮循环进行一次重大的反思，并且慢慢说服海洋学家反硝化菌并不是唯一产生氮气的群体。

在确定了厌氧氨氧化菌的存在后，我们也同样对它们在这个星球上的能力进行了验证。发现，厌氧氨氧化菌无处不在的，在淡水中、咸水中、公海、海洋沉积物以及污水处理厂都有发现。“有一天你发现了一个被认为是不可能的现象，”Kuenen说，“然后10年后这种现象被证实是无处不在的，并且在全球范围都是很重要的。它们甚至可能躲在你的厨房水槽的排水系统中。”

二、关于厌氧氨氧化——不得不知道的事

目前在国内外水处理行业，厌氧氨氧化已经是家喻户晓的概念。我们都知道厌氧氨氧化能成功减少污水厂六成的能源消耗、节省一至两倍的开销，也减少了九成的二氧化碳排放，成为当下国际上研究最为火热的课题。但是，我们对厌氧氨氧化真的非常了解吗？第一个发现厌氧氨氧化的人是谁、谁又是第一个建立厌氧氨氧化实际工程……下面让小编带你一起涨姿势。

1、厌氧氨氧化究竟有多热

在目前的污水处理领域，如果说不知道厌氧氨氧化技术，真觉得有点不好意思。

(1)厌氧氨氧化是未来概念厂的核心技术

（降低能耗）由于厌氧氨氧化工艺是在厌氧条件下直接将氨氮和亚硝氮转化成氮气，同时在好氧段只需将氨氮氧化为亚硝氮，省略后续亚硝氮氧化为硝态氮，所以节省了曝气量。

（能源回收）厌厌氧氨氧化菌将传统反硝化过程所需的外加碳源全部省略，污水中的有机物可最大限度的进行回收产甲烷，而不是被氧化成二氧化碳。产生的甲烷又可以作为能源重新利用，从而使污水变废为宝，成为“液体黄金”。

因此说，厌氧氨氧化的出现使得污水处理厂从耗能除污的末端，有机会转化为零能耗或者能量输出的化工厂。

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