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氨是污水中一種主要的污染物,會對魚類和其他水生生物產生毒性,消耗水中溶解的氧氣,並造成赤潮。目前有效的去除方法主要是依靠微生物的硝化過程,即由氨生成亞硝酸鹽和硝酸鹽。其後,再由一些可以進行反硝化作用的細菌將硝酸鹽/亞硝酸鹽還原成氮氣,以實現將氨完全去除的環保目標。

進行污水硝化的細菌

長期以來,一組被稱為氨氧化細菌的微生物被認為在硝化過程中起著不可取代的作用。直到在數年前,才有新的基於分子生物學的數據顯示還有另一類鮮為人知的微生物(稱為氨氧化古菌),可能在氨氧化的過程中起著更大的作用。現有的研究顯示這類氨氧化古菌是多元的,它們活躍在各種自然環境中,如底泥,土壤,河口和海水等。

迄今為止,大多數有關此類微生物的研究都側重其在不同的自然環境的分佈和數量,關於它們污水處理廠中的情形人們所知甚少。我們利用基於DNA的分子技術發現,香港的污水處理廠中確實存在著一些氨氧化古菌,它們與沉積物和土壤的氨氧化古菌相近,但並不同於另外一些從其他地區的活性污泥找到的氨氧化古菌(具體的內容請參考我們的論文:Journal of Applied Microbiology 107(3):970-7, 2009)。 

 

 
張彤博士的環境生物技術研究小組

此外,我們在實驗室反應器中也發現屬於氨氧化古菌的微生物,但數據顯示它們比氨氧化細菌對污水處理反應器的運行條件(如氨負荷和溶解氧)更敏感,需要更為精細的調節和控制(請參考我們的論文:Applied Microbiology and Biotechnology 87:1167-1176, 2010)。

這個項目目前正在進行中,有關的新的科學知識將會豐富我們關於氨氧化細菌和古菌的知識,為我們進一步發展硝化工藝,減少污水處理的能源消耗和碳足跡提供基礎的數據。

張彤博士
香港大學
土木工程系
環境生物技術實驗室

zhangt@hkucc.hku.hk

 

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