（一）Bioproc Biosyst Eng综述：污水中氨氧化微生物研究进展——代谢机理、种群结构、影响因素和工艺应用 Research advances of ammonia oxidation microorganisms in wastewater: metabolic characteristics, microbial community, influencing factors and process applications

（一）Bioproc Biosyst Eng综述：污水中氨氧化微生物研究进展——代谢机理、种群结构、影响因素和工艺应用

Research advances of ammonia oxidation microorganisms in wastewater: metabolic characteristics, microbial community, influencing factors and process applications

第一作者/ 通讯作者：赵伟华

作者排序：赵伟华，毕学军，白萌，王艳艳

通讯单位：青岛理工大学

论文DOI：https://doi.org/10.1007/s00449-023-02866-5

上线日期：2023年3月29日

发表期刊：Bioprocess and Biosystems Engineering

论文分区：JCR二区

图文摘要

图 1 基于好氧氨氧化和厌氧氨氧化过程驱动的氮循环简图

研究背景

氨的氧化是氮循环中重要的一个环节，主要可分为好氧氨氧化和厌氧氨氧化。承担氨氧化的微生物根据是否以氧气作为电子受体可分为两大类，其中好氧氨氧化微生物主要有氨氧化细菌AOB，氨氧化古菌AOA，全程硝化菌Comammox，厌氧氨氧化微生物主要有厌氧氨氧化细菌AnAOB，他们广泛分布在自然界及人工系统中，包括河流、湖泊、海洋、土壤以及污水处理系统中，对于氮循环起到了非常重要的作用。作为人工强化系统，污水处理系统具有去除有机物、脱氮除磷的功能，起到保护水环境，防止水体恶臭及富营养化等重要作用。

氨氧化微生物在污水处理系统中广泛存在，并起到氨氮去除的主要作用。氨氧化微生物执行的好氧氨氧化过程也是硝化作用的第一步，对于污水脱氮至关重要，可以通过硝化反硝化、短程硝化反硝化、短程硝化-反硝化除磷等工艺途径实现脱氮。

厌氧氨氧化脱氮途径根据亚硝的来源不同主要分为短程硝化耦合厌氧氨氧化、短程反硝化-厌氧氨氧化两种途径。厌氧氨氧化已经被成功应用于高氨氮废水脱氮，同时在市政污水厂中也被检测到厌氧氨氧化菌存在较高丰度，是污水处理碳中和、能量中和最具前景的实现技术。

主要内容

AOB在属水平上主要包括隶属于 Betaproteobacteria 菌门的 Nitrosospira, Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosolobus 和 Nitrosovibrio 等菌属，以及隶属于 Gammaproteobacteria 菌门的 Nitrosococcus 菌属。

AOA在属水平上包括 Nitrosopumilus maritimus, Nitrosopumilus maritimus SCM1, Nitrososphaera gargensis, Cenarchaeum symbiosum, Nitrososphaera gargensis, Cenarchaeum symbiosum 和 Nitrosocaldus yellowstonii 等菌属。

Comammox 主要包括 Candidatus Nitrospira nitrosa 和 Candidatus Nitrospira nitrificans 等。

AnAOB在属水平上主要包括 Candidatus kuenenia, Candidatus scalindua, Candidatus brocadia, Candidatus jettenia, anammoxoglobus, Brasilis anammoximicrobium 等。

不同的氨氧化微生物具有不同的生理代谢特性，代谢活性受到不同生态因子的影响作用，在不同的工艺配置中具有不同的群落结构，本论文总结了氨氧化微生物的生理代谢特性及影响因素，在污水处理系统中的氨氮去除性能及种群结构。

图 1 好氧氨氧化和厌氧氨氧化过程涉及的功能微生物及酶示意图

表 1 氨氧化微生物的栖息地及丰度

未来发展

对未来的工艺研究及工程应用进行了展望，包括Nitrification/denitrification ，Nitritation/denitrification ，Nitritation/anamox，partial denitrification/anammox 等工艺。

本论文获得国家自然科学基金和山东省自然科学资金资助。

更多内容请阅读文章全文。

论文引用参考格式：

Zhao, W., Bi, X., Bai, M. et al. Research advances of ammonia oxidation microorganisms in wastewater: metabolic characteristics, microbial community, influencing factors and process applications. Bioprocess Biosyst Eng 46 , 621–633 (2023). https://doi.org/10.1007/s00449-023-02866-5

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（二）聚磷菌最新研究进展：Ca. Accumulibacter，Dechloromonas和Tetrasphaera等主要聚磷菌的除磷代谢机理、工艺应用和影响因素

Research advances of the phosphorus-accumulating organisms of Candidatus Accumulibacter , Dechloromonas and Tetrasphaera : Metabolic mechanisms, applications and influencing factors

第一作者：赵伟华

通讯作者：彭永臻

作者排名：赵伟华，毕学军，彭永臻，白萌

作者单位：青岛理工大学，北京工业大学

论文DOI：https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.135675

出版日期：2022年11月

论文分区： JCR一区

图文摘要

研究背景

目前，污水生物除磷通常采用生物除磷、化学除磷或两者相结合方式。化学法除磷消耗大量药剂，形成的化学污泥难以处理。生物除磷具有经济性，同时可利用生物除磷过程中的富磷上清液或者含磷污泥进行磷资源的分离和回收。因此从磷资源回收角度，生物除磷更具有优势。

生物除磷的模型主要有厌氧/好氧吸磷、缺氧反硝化除磷等，近几年发酵除磷现象的发现和研究成为了热点。国际上非常重视侧流强化生物发酵除磷（S2EBPR）工艺，美国国家层面将其作为下一代营养盐去除技术。

（本图为转载）

文章摘要

聚磷菌及其除磷代谢原理被广泛用于污水处理领域。近几年，新型聚磷菌及其除磷代谢机制被不断发现和应用，比如能够进行发酵除磷的 Tetrasphaera 菌和反硝化除磷的 Dechloromonas 菌等，促进了侧流发酵强化除磷和反硝化除磷工艺的相关研究和应用。本文主要综述了目前被广泛认可的典型 Ca . Accumulibacter ，以及最新的 Dechloromonas 和 Tetrasphaera 等主要聚磷菌的除磷代谢机理、工艺应用和影响因素，并对污水生物除磷技术的未来发展进行了展望。

主要内容

主要聚磷菌的除磷代谢机制：

（a）好氧吸磷：以 Ca . Accumulibacter为代表功能菌，利用VFA作为碳源，以氧气作为电子受体进行好氧吸磷。

（b）反硝化除磷：以Dechloromonas为代表功能菌，利用VFA作为碳源，以硝酸盐作为电子受体进行缺氧吸磷。

（c、d）发酵除磷：发酵除磷是指Tetrasphaera 菌可以通过降解大分子有机物（如葡萄糖、氨基酸等）进行发酵除磷，从而降低对进水 VFA 的依赖，具有更加稳定高效的除磷性能。更适用于我国低碳源生活污水的 情况。

主要聚磷菌在不同生境中的丰度：（包括 Candidatus Accumulibacter , Dechloromonas , Tetrasphaera , Acinetobacter, Pseudomonas, Comamonadaceae ）等。

近几年，EPS的除磷机制也被报道。

未来发展

总结了近几年成为热点的发酵协同好氧除磷代谢机制（即被广泛提及的侧流强化生物除磷工艺等，比如S2EBPR）。

本论文中首次提出了发酵协同反硝化除磷代谢机制（作者目前正在研究的课题，获得国家自然科学基金资助，欢迎交流）：