GIỚI THIỆU VỀ NHÓM VI KHUẨN VÀ CÁC QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA CÓ LIÊN QUAN ĐẾN XỬ LÝ PHOSPHO
2.1.4. Đặc điểm sinh lý của vi khuẩn Anammo
Vi khuẩn Anammox có thể hoạt động trong khoảng nhiệt độ từ 20 đến 43oC (tối ưu ở 40oc ), pH từ 6.4 – 8.3 ( tối ưu ở pH 8.0 ). Ở điều kiện tối ưu, tốc độ tiêu thụ cơ chất riêng cực đại là 55 (µmol) NH4 –N/g protein/min. Ái lực với các cơ
chất ammonium và nitrit rất cao ( hằng số ái lực dưới 10µM). Ở nồng độ 100
(mM), ammonium và nitrat không bị ức chế bởi nitrit ở nồng độ trên 20(mM). Khi tiếp xúc với nồng độ nitrat trên 5(mM) trong thời gian dài (12h), hoạt tính ammonium bị mất hoàn toàn.
Tuy nhiên hoạt tính sẽ được hồi phục khi thêm lượng vết 50(µM) một trong
các sản phẩm trung gian của phản ứng Anammox là hydrazin hay hydrolamin. Hoạt tính Anammox bị ức chế hoàn toàn ở nồng độ oxy trên 0.5% bão hòa không khí (Strous et al., 1999).
Bảng 14: Tập hợp một số thông số sinh lý đặc trưng của phản ứng Anammox
so sánh với oxy hóa ammonium hiếu khí
Thông số Đơn vị Anammox
(NH4++ NO2-→ N2) (NH+ AOB 4 + O2→ NO-
2)
∆G0 kJ/mol -357 -275
Y mol-C/mol-N 0.066 0.08
qmax hiếu khí nmol/min/mg/protein 0 200 – 600
qmax kỵ khí nmol/min/mg/protein 60 2 µmax /h 0.003 0.04 DT ngày 10.6 0.73 Ks (NH4+) µM 5 5 – 2600 Ks (NO2-) µM <5 K.A Ks (O2) µM K.A 10-50 Chú thích:
- ∆G0 :năng lượng tự do;- Y : hiệu suất tạo sinh khối
- qmax : hoạt tính cực đại;- mmax : tốc độ sinh trưởng cực đại - DT : thời gian nhân đôi;- Ks : hệ số ái lực
Candidatus Kuenenia Stuttgartiensis(anoxic biofim clone Pla1 - 47)(AF 202655) Candidatus Kuenenia Stuttgartiensis(anoxic biofim clone Pla1)(AF 202660)
Candidatus Kuenenia Stuttgartiensis(anoxic biofim clone Pla2 - 48)(AF 202663)
Candidatus Kuenenia Stuttgartiensis(anoxic biofim clone Pla2 - 19)(AF 202661) Candidatus Kuenenia Stuttgartiensis(anoxic biofim clone Pla12 - 22)(AF 202662)
Candidatus Kuenenia Stuttgartiensis(anoxic biofim clone Pla1 - 14)(AF 202659) Candidatus Brocadia anammoxidans (AJ 131819) Uncultured anoxic sludge bacterium KU-1 (AB054006),A8
Uncultured planctomycetes KSU - 1 (AB057453, this study)
Candidatus Kuenenia Stuttgartiensis(anoxic biofim clone Pla1 - 48)(AF 202656)
Candidatus Kuenenia Stuttgartiensis (anoxic biofim clone Pla1 - 44)(AF 202657)
Anaerobic ammonium – oxidizing planctomycete GR – WP33-41 (AJ296629)
Candidatus Kuenenia Stuttgartiensis(anoxic biofim clone Pla2 - 10)(AF 202658) Anaerobic ammonium – oxidizing planctomycete KOLL2a (AJ250882)
Anaerobic ammonium – oxidizing planctomycete GR – WP33-37 (AJ301578) Anaerobic ammonium – oxidizing planctomycete GR – WP54-11 (AJ296620) Uncultured anoxic sludge bacterium KU 2 (AB054007)
Anaerobic ammonium – oxidizing planctomycete GR – WP33-37 (AJ301578) Anaerobic ammonium – oxidizing planctomycete GR – WP33-41 (AJ296629)
Bảng 15: Tóm tắt quá trình nghiên cứu và phát triển Anammox
của các quốc gia trên thế giới (Luiza Gut,2006)
Quốc gia
Nội dung nghiên cứu chính Tác giả
Hà Lan
Microbiology, application of the Anammox process, full-scale and pilot- plant experiments; physiology of the Anammox bacteria, marine microbiology, biomarkers for detection of Anammox bacteria; the IcoN (Improved control and application of nitrogen cycle bacteria for Nitrogen removal from wastewater)
Van Loosdrecht and Jetten (1998); Jetten et al. (1997, 1999, 2002)
Đức
Deammonification biofilm moving-bed technology , Microbiology, application of the Anammox process, physiology of the Anammox bacteria
Rosenwinkel et al. (2005)
Hippen et al. (1997); Helmer et al. (1999, 2001); Seyfried et al. (2001); Rosenwinkel and
Cornelius(2005); Rosenwinkel at al. (2005)
Bỉ
Modelling, simulation, optimisation, technological aspects of Anammox process, the IcoN
project Verstraete and Philips (1998); Pynaert et al. (2002); Volcke et al. (2002); Van Hulle (2005); IcoN project web page;
Anh Microbiological studies Microbiology in
estuarine sediments
Mohan et al. (2004) Trimmer et al. (2003)
Thụy Sĩ Aspects of Anammox process,
application of the Anammox process
Siegrist et al. (1998); Egli et al. (2001); Fux et al. (2002); Egli (2003); Fux (2003
Tây Ban Nha
De Compostela Application of the Anammox process, inhibition studies, enrichment, modelling; the IcoN project Model-based evaluation of the
Anammox process
Dapena-Mora et al. (2004, 2005) Domínguez et al. (2005)
Thổ Nhĩ Kỳ
Stimulation of the Anammox activity;
inhibition studies Güven et al. (2004, 2005)
Thuỵ Điển
Deammonification moving-bed technology; technical-scale and lab- scale pilot plant studies; one-set and two- step technology; modelling studies Marine microbiology
Płaza et al. (2002); Szatkowska (2004); Szatkowska et al. (2003a,b; 2004a,b); Trela et al. (2004a,b,c); Gut et al. (2005) Engstrưm (2004)
Ba Lan Kinetics of the Anammox process; technological aspects of Anammox process, application of the Anammox process (laboratory-scale experiments)
Surmacz-Gĩrska et al. (1997); Cema et al. (2005a,b)
Uùc
Molecular microbial ecology of the Anammox bacteria Anammox process in the CANON system
Third et al. (2001); Third (2003)
Mỹ Application of the Anammox process for
poultry manure Dong and Tollner (2001)
Nhật
Granulation of the Anammox bacteria, application of the Anammox process Molecular Biological Analysis of
Anammox, laboratory-scale experiments
Furukawa et al. (2001); Imajo et al. (2004)
Nagaoka University web page
Hàn Quốc
Application of the Anammox process for piggery waste
Ahn et al. (2004); Hwang et al. (2004)
Trung Quốc
Modelling of a partial nitritation- Anammox biofilm process; laboratory- scale experiments
Granulation of the Anammox bacteria; laboratory-scale experiments
Start-up of the deammonification process; laboratory-scale experiments Anammox process technology; laboratory-scale experiments
Enrichment and cultivation of Anammox microorganisms
Hao and van Loosdrecht (2003, 2004 Jianlong and Jing (2005) Li et al. (2004) Wang et al. (2004)