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氨是污水中一种主要的污染物,会对鱼类和其他水生生物产生毒性,消耗水中溶解的氧气,并造成赤潮。目前有效的去除方法主要是依靠微生物的硝化过程,即由氨生成亚硝酸盐和硝酸盐。其后,再由一些可以进行反硝化作用的细菌将硝酸盐/亚硝酸盐还原成氮气,以实现将氨完全去除的环保目标。

进行污水硝化的细菌

长期以来,一组被称为氨氧化细菌的微生物被认为在硝化过程中起着不可取代的作用。直到在数年前,才有新的基于分子生物学的数据显示还有另一类鲜为人知的微生物(称为氨氧化古菌),可能在氨氧化的过程中起着更大的作用。现有的研究显示这类氨氧化古菌是多元的,它们活跃在各种自然环境中,如底泥,土壤,河口和海水等。

迄今为止,大多数有关此类微生物的研究都侧重其在不同的自然环境的分布和数量,关于它们污水处理厂中的情形人们所知甚少。我们利用基于DNA的分子技术发现,香港的污水处理厂中确实存在着一些氨氧化古菌,它们与沉积物和土壤的氨氧化古菌相近,但并不同于另外一些从其他地区的活性污泥找到的氨氧化古菌(具体的内容请参考我们的论文:Journal of Applied Microbiology 107(3):970-7, 2009)。 

 

 
张彤博士的环境生物技术研究小组

此外,我们在实验室反应器中也发现属于氨氧化古菌的微生物,但数据显示它们比氨氧化细菌对污水处理反应器的运行条件(如氨负荷和溶解氧)更敏感,需要更为精细的调节和控制(请参考我们的论文:Applied Microbiology and Biotechnology 87:1167-1176, 2010)。

这个项目目前正在进行中,有关的新的科学知识将会丰富我们关于氨氧化细菌和古菌的知识,为我们进一步发展硝化工艺,减少污水处理的能源消耗和碳足迹提供基础的数据。

张彤博士
香港大学
土木工程系
环境生物技术实验室

zhangt@hkucc.hku.hk

 

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