2020年(生物科技行业)生物脱氮过程中氮的转化途径的初探
生物膜有机物和氮的转化途径
生物膜有机物和氮的转化途径生物膜中有机物和氮的转化是一个复杂的过程，涉及多种微生物和酶的参与。
下面将介绍有机物和氮的转化途径。
1.有机物的分解和氮的矿化：有机物的分解通常由多种微生物参与，包括真菌、细菌和放线菌等。
这些微生物分泌酶类，如蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶等，可将有机物分解为简单的有机化合物，如糖、脂肪和氨基酸等。
随后，氨基酸会进一步被分解为氨（NH3），这个过程称为氮的矿化。
氨可以通过被微生物氧化成亚硝酸（NO2），再氧化成硝酸（NO3）。
2.氨化作用：氨化作用是将氨（NH3）转化为有机氮化合物的过程。
这个过程通常由氨氧化细菌（如硝化细菌）参与。
氨氧化细菌可以利用氨为能源，将氨氧化成亚硝酸（NO2），进一步氧化为硝酸（NO3）。
硝酸可以被植物吸收利用，也可以作为一种氧化剂用于许多微生物的代谢过程。
3.反硝化作用：反硝化作用是将硝酸（NO3）还原为氮气（N2）的过程。
这个过程主要由反硝化细菌参与。
反硝化细菌可以在缺氧条件下利用硝酸作为最终电子受体，将硝酸还原为亚硝酸、氨和氮气。
氮气释放到大气中，从而完成氮的循环。
4.氨氧化和反硝化的耦合：在某些情况下，氨化和反硝化两个过程会耦合在一起，形成氨氧化反硝化循环（Anammox）。
这个过程由一类特殊的细菌执行，称为厌氧氨氧化细菌（Anammoxbacteria）。
这些细菌可以在缺氧环境中将氨（NH3）和亚硝酸（NO2）直接转化为氮气（N2），从而完成氮的转化过程。
总的来说，生物膜中有机物和氮的转化涉及到有机物的分解和氮的矿化、氨化作用、反硝化作用以及氨氧化反硝化循环。
这些过程是生态系统中氮循环的重要组成部分，对维持地球生物多样性和生态平衡起着重要作用。
生物脱氮基本原理及影响因素
生物脱氮基本原理及影响因素生物脱氮是指通过生物微生物的作用，将有机氮转化为无机氮，进而将氮从生物体系中排出的过程。
生物脱氮涉及到多种微生物，包括硝化细菌、反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌等。
其基本原理是硝化细菌将氨氮转化为硝态氮，而反硝化细菌将硝态氮还原为氮气。
生物脱氮的基本步骤如下：1.硝化作用：硝化细菌利用氨氧化酶将氨氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。
亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐，其中亚硝化细菌主要起到这一步骤的作用。
2.反硝化作用：反硝化细菌利用硝还酶将硝酸盐还原为氮气，并同时释放出能量。
3.厌氧氨氧化作用：厌氧氨氧化细菌将氨氮和亚硝酸盐一同氧化为硝酸盐，并产生亚硝酸盐。
生物脱氮的影响因素包括pH值、温度、氧气含量、基质浓度和微生物种类等。
具体包括以下几点：1.pH值：酸碱度会影响硝化细菌和反硝化细菌的生长和代谢。
通常，硝化细菌对中性或稍微酸性的环境更适宜，而反硝化细菌对中性或弱碱性的环境更适宜。
2.温度：温度是微生物生长和代谢的重要因素。
较高的温度有助于硝化细菌和反硝化细菌的活动，但过高的温度会导致微生物失活或细胞膜破坏。
3.氧气含量：硝化细菌需要足够的氧气进行氮转化过程，但反硝化细菌则需要较低的氧气含量或完全无氧环境。
因此，氧气含量会影响生物脱氮的效率和速率。
4.基质浓度：基质浓度是指水体中氨氮和亚硝酸盐的含量。
较高的基质浓度有利于生物脱氮的进行，但过高的浓度可能会抑制微生物的生长。
5.微生物种类：不同类型的硝化细菌和反硝化细菌具有不同的代谢特性和耐受性。
因此，微生物种类的组成和相对丰度会影响生物脱氮的效果和稳定性。
总体而言，生物脱氮是一种高效且环境友好的氮去除方法。
深入理解生物脱氮的基本原理和影响因素，有助于优化生物脱氮过程的设计和操作，提高氮去除的效率。
生物脱氮的基本原理
生物脱氮的基本原理生物脱氮是指通过生物活动将氮化合物转化为氮气气体释放到大气中的过程。
生物脱氮的基本原理可以分为三个步骤：氨氧化、硝化和反硝化。
首先是氨氧化。
氨氧化是指将氨氮（NH3）转化为亚硝酸盐（NO2-）的过程。
在自然界中，氨氧化主要由氨氧化细菌完成。
这些细菌生活在土壤、水体和植物根际等环境中，并且广泛存在于各个层次的生态系统中。
氨氧化细菌利用氨作为其能源和氮源，并通过氨氧化酶将氨氧化为亚硝酸盐。
氨氧化酶将氨中的氨基氧化为亚硝酸盐，同时释放出一定量的能量。
这一过程是细菌维持生命活动的重要途径之一。
接下来是硝化。
硝化是指将亚硝酸盐转化为硝酸盐（NO3-）的过程。
硝化一般需要两个步骤：亚硝酸盐氧化为亚硝氧化酸盐（NO2-）和亚硝氧化酸盐氧化为硝酸盐。
这两步都由硝化细菌负责完成。
硝化细菌广泛分布在土壤、水体和植物根际等环境中。
亚硝氧化酸盐氧化为硝酸盐的过程通过另一种酶——亚硝氧化还原酶完成。
最后是反硝化。
反硝化是指将硝酸盐还原为氮气（N2）的过程。
反硝化一般需要两个步骤：首先将硝酸盐还原为亚硝酸盐，再将亚硝酸盐进一步还原为氮气。
这一过程由反硝化细菌负责完成。
反硝化细菌主要分布在水体、湿地和土壤等缺氧环境中。
反硝化细菌能够利用硝酸盐作为电子受体，将有机底物氧化为无机负氧化态物质，同时释放出氮气。
总结起来，生物脱氮的基本原理是通过氨氧化细菌将氨氮转化为亚硝酸盐，然后通过硝化细菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐，最后通过反硝化细菌将硝酸盐还原为氮气释放到大气中。
这一过程在自然界中广泛存在，对维持氮循环的平衡和生态系统的稳定发挥着重要的作用。
同时，生物脱氮也对农业产生着重要的影响，可以减少农业产生的氮肥残留，降低对环境的污染。
生物脱氮技术
生物脱氮技术生物脱氮技术是一种有效的方法，用于处理含有高浓度氮污染物的废水和污水。
它通过利用微生物的生物活性，将废水中的氮污染物转化为氮气，从而实现脱氮的目的。
这种技术在环保领域中得到了广泛应用。
本文将详细介绍生物脱氮技术的原理、应用和优势。
一、原理生物脱氮技术基于微生物的代谢活动，通过一系列微生物反应将废水中的氮污染物转化为氮气。
具体来说，生物脱氮技术主要包括硝化和反硝化两个过程。
硝化是指将废水中的氨氮转化为硝态氮的过程。
在硝化过程中，氨氮首先被氧化成亚硝酸盐，然后再被氧化成硝酸盐。
这一过程主要由硝化细菌完成。
硝化细菌通过吸收废水中的氨氮，并在氧气的存在下将其转化为硝酸盐。
反硝化是指将废水中的硝态氮还原为氮气的过程。
在反硝化过程中，硝酸盐首先被还原成亚硝酸盐，然后再被还原成氮气。
这一过程主要由反硝化细菌完成。
反硝化细菌通过吸收废水中的硝酸盐，并在缺氧的环境下将其还原为氮气。
通过硝化和反硝化两个过程，生物脱氮技术可以将废水中的氮污染物转化为氮气，从而实现脱氮的效果。
二、应用生物脱氮技术广泛应用于各种含有高浓度氮污染物的废水和污水处理系统中。
例如，生物脱氮技术可以应用于城市生活污水处理厂和工业废水处理厂。
此外，生物脱氮技术还可以应用于农业废水处理和农田灌溉水质的改善。
在城市生活污水处理厂中，生物脱氮技术可以有效地处理含有高浓度氮污染物的污水。
通过生物脱氮技术，污水中的氮污染物可以被转化为氮气，从而减少了对环境的污染。
此外，生物脱氮技术还可以提高污水处理的效率和降低运营成本。
在工业废水处理厂中，生物脱氮技术可以处理各种含有高浓度氮污染物的废水。
通过生物脱氮技术，废水中的氮污染物可以被转化为氮气，从而降低了对环境的影响。
此外，生物脱氮技术还可以减少废水处理过程中的化学药剂使用量，降低了处理成本。
在农业废水处理和农田灌溉水质改善方面，生物脱氮技术也发挥了重要作用。
通过生物脱氮技术，农业废水中的氮污染物可以被转化为氮气，从而减少了对农田的污染。
生物脱氮机理、影响因素及应用工艺详解
生物脱氮机理、影响因素及应用工艺详解生物脱氮是指在微生物的联合作用下，污水中的有机氮及氨氮经过氨化作用、硝化反应、反硝化反应，最后转化为氮气的过程。
其具有经济、有效、易操作、无二次污染等特，被公认为具有发展前途的方法，关于这方面的技术研究不断有新的成果报道。
一、机理详解1、氨化反应氨化反应是指含氮有机物在氨化功能菌的代谢下，经分解转化为 NH4+的过程。
含氮有机物在有分子氧和无氧的条件下都能被相应的微生物所分解，释放出氨。
2、硝化反应硝化反应由好氧自养型微生物完成，在有氧状态下，利用无机氮为氮源将NH4+化成NO2-，然后再氧化成NO3-的过程。
硝化过程可以分成两个阶段。
第一阶段是由亚硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐(NO2-)，第二阶段由硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐(NO3-)。
3、反硝化反应反硝化反应是在缺氧状态下，反硝化菌将亚硝酸盐氮、硝酸盐氮还原成气态氮(N2)的过程。
反硝化菌为异养型微生物，多属于兼性细菌，在缺氧状态时，利用硝酸盐中的氧作为电子受体，以有机物(污水中的BOD成分)作为电子供体，提供能量并被氧化稳定。
二、生物脱氮主要影响因素1、温度生物硝化反应的适宜温度范围为20~30℃，15℃以下硝化反应速率下降，5℃时基本停止。
反硝化适宜的温度范围为20~40℃，15℃以下反硝化反应速率下降。
实际中观察到，生物膜反硝化过程受温度的影响比悬浮污泥法小，此外，流化床反硝化温度的敏感性比生物转盘和悬浮污泥的小得多。
2、溶解氧硝化反应过程是以分子氧作为电子终受体的，因此，只有当分子氧(溶解氧)存在时才能发生硝化反应。
为满足正常的硝化效果，在活性污泥工艺运行过程中，DO值至少要保持在2mg/L以上，一般为2~3mg/L。
当DO值较低时，硝化反应过程将受到限制，甚至停止。
反硝化与硝化在溶解氧的需求方面是一个对立的过程。
传统的反硝化过程需要在严格意义上的缺氧环境下才能发生，这是因为DO与NO3-都能作为电子受体，存在竞争行为。
生物脱氮工艺技术原理
生物脱氮工艺技术原理生物脱氮工艺技术是一种通过微生物作用将废水中的氮化合物转化为氮气的方法。
其原理基于生物学中的氮循环和微生物的生态学特性。
氮是水体中一种普遍存在的污染物之一，主要以氨、亚硝酸盐和硝酸盐形式存在。
氮的排放会导致水体富营养化，引发藻类大量繁殖，形成水华，并且会导致水体中生物多样性的减少。
因此，控制水体中的氮污染是环境保护的重要课题之一。
生物脱氮工艺技术的原理可以分为两个步骤，即硝化和反硝化。
硝化是指将氨化合物转化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程，该过程由两个微生物群落完成：氨氧化细菌（AOB）和亚硝化细菌（NOB）。
AOB能够将氨氧化为亚硝酸盐，反之，NOB则将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。
硝化过程中，AOB需要通过吞噬培养基中的氨氮来提供能量，这也意味着硝化细菌需要有氨氮的来源，而这通常来自于废水中的氨化合物。
反硝化是指将硝酸盐还原为氮气的过程，该过程由厌氧细菌完成。
反硝化细菌可以在缺氧的条件下利用硝酸盐代做电子受体来进行呼吸作用。
在反硝化过程中，硝酸盐首先被还原成亚硝酸盐，然后亚硝酸盐进一步还原为氮气。
这样就将废水中的氮化合物转化为无害的氮气。
生物脱氮工艺技术有几种常用的实施方法，包括活性污泥法、硝化-反硝化变温法、生物反应器法等。
其中，活性污泥法是最常见的一种方法。
该方法通过在废水处理系统中引入活性污泥，使污泥中的微生物进行硝化和反硝化的反应。
活性污泥由含有硝化和反硝化菌的混合液体组成，并通过对氧气、氮气和废水的供给进行操作控制来维持污泥中的微生物群落。
总的来说，生物脱氮工艺技术通过利用微生物的特性，将废水中的氮化合物转化为氮气，从而实现对水体中氮污染的治理。
这种技术不仅有效地减少了氮污染物的排放，还减轻了废水处理的能源消耗和化学药剂的使用量，具有良好的环境和经济效益。
但是，对于不同类型的废水和处理要求，选择合适的生物脱氮工艺技术非常重要，以确保良好的脱氮效果。
脱氮微生物及脱氮工艺研究进展
脱氮微生物及脱氮工艺研究进展脱氮微生物及脱氮工艺研究进展近年来，氮污染成为世界范围内关注的环境问题之一。
氮污染主要来源于农业、工业、城市污水处理等方面，其中氨氮和硝酸盐氮是主要的污染物。
氨氮和硝酸盐氮的排放不仅对水体造成严重的污染，还会引起水生生物的富营养化和水体富营养化的进一步加剧。
因此，研究脱氮微生物和脱氮工艺，具有重要的理论和实践意义。
脱氮微生物是一类具有氨氧化和硝化作用的微生物，主要包括氨氧化细菌(AOB)和硝化细菌(NO3―-N)。
氨氧化细菌可以将氨氮氧化为亚硝酸盐氮，硝化细菌可以将亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐氮。
氨氧化和硝化过程是氮的生物转化过程的关键环节，也是脱氮的基础。
因此，研究脱氮微生物对于治理氮污染具有重要的意义。
在脱氮工艺方面，传统的工艺主要包括生物法和化学法。
生物法主要利用脱氮微生物进行氮的转化和去除，化学法则通过添加化学试剂进行氮的去除。
近年来，随着生物技术的不断发展和创新，脱氮工艺也取得了新的突破。
一种新的脱氮工艺是厌氧氨氧化反应(Anammox)。
厌氧氨氧化是一种新型的脱氮过程，它将氨氮直接转化为氮气，节约了能源和化学试剂，具有较高的效率和低的运行成本，对于解决氨氮污染具有重要的潜力。
厌氧氨氧化反应依赖于一种特殊的细菌，即厌氧氨氧化细菌。
这种细菌能够在缺氧环境下利用亚硝酸盐氮和氨氮进行脱氮，生成氮气。
目前，厌氧氨氧化工艺已经在一些工业和城市污水处理厂得到了广泛应用，并取得了良好的效果。
此外，还有一种新型的脱氮工艺是脱氮反硝化厌氧氨氧化(ANFNR)工艺。
这种工艺结合了厌氧氨氧化和反硝化过程，能够同时去除氨氮和硝酸盐氮。
在ANFNR工艺中，厌氧氨氧化细菌和反硝化细菌共同存在并协同作用。
厌氧氨氧化将氨氮转化为亚硝酸盐氮，而反硝化将亚硝酸盐氮转化为氮气。
ANFNR工艺在氮的去除效率和能源利用率方面优于传统的脱氮工艺，被认为是一种非常有潜力的脱氮工艺。
总的来说，脱氮微生物和脱氮工艺的研究对于处理氮污染具有重要的意义。
什么是生物脱氮？一看就懂
什么是生物脱氮？一看就懂作者｜小正经前几天有个网友跟我感慨说，入行挺多年，对于水处理的认知还很少，有些工艺的原理理解的也不很透彻，比如说脱氮过程为啥设置内回流？可不可以不要？这给我提供了一个非常好的思路，可能很多人对脱氮生物工艺运营控制什么的很熟悉，但是具体为啥那么做并不知道，今天就来聊一聊生物脱氮工艺。
1首先我们先要看懂生物脱氮的原理。
在污水生物处理中，氮元素的转化是靠4个作用来完成的。
分别是同化、氨化、硝化和反硝化作用。
同化作用就是微生物将氮转化为自身细胞的组成部分，最后可以通过剩余污泥排出。
氨化作用是将有机氮转化为氨氮，通过反应式可以看出这一过程有2个特点，一是需要氧气；二是由于氨化菌是异养菌，所以整个过程都会消耗有机物。
硝化作用分两步，先是将氨氮氧化为亚硝酸氮，再将亚硝酸氮氧化为硝酸氮，这里面涉及到两种细菌，但这不是重点，我就不说了。
这一过程的特点有2个，一个是消耗氧气，第二个是消耗碱度（因为产物中有H+，为了维持系统的pH需要添加碱度）。
反硝化作用生物脱氮的最后一步，就是反硝化。
在这个过程中，上一步产生的亚硝酸氮和硝酸氮被还原为氮气。
这一过程的特点有3个，一是需要控制严格的缺氧条件，二是需要碳源作为电子供体参与反应，三是会产生碱度。
2接下来我们来看污水处理中是怎么进行生物脱氮的。
根据上面的脱氮原理，有科学家提出了三级生物脱氮工艺，如图所示。
简单粗暴，氨化阶段给你上一个反应器，顺便还去除有机物；硝化阶段再给你一个反应器，正好把上一个反应池中产生的氨氮转化成硝态氮；完了以后该反硝化了，好的，我们再来一个反应器，继续把上一个池子中的硝态氮搞成氮气。
不知道大家发现问题没。
第一个反应器的氨化过程和第二个反应器的硝化过程，它俩都是需要氧气的。
于是我们的前辈灵机一动，把它俩合二为一，结果就出现了下面的两级生物脱氮工艺。
这样的改进可节省了不少的基建费用。
后来觉得沉淀池1放在那里也没啥必要，就给去掉了。
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（生物科技行业）生物脱氮过程中氮的转化途径的初探生物脱氮过程中氮的转化途径的初探摘要近些年来，出现了壹些新的脱氮的工艺，对生物脱氮的原理的研究也进壹步深入，这使脱氮的理论不断地得到发展和完善。
本文结合实验室小型SBR试验的结果，围绕脱氮过程中N2O的产生中对脱氮途径进行了介绍，其目的在于使人们对这些不同的途径有更深的认识。
其中很有必要的壹项工作便是对这些脱氮途径作出了明确的定义，且将它们进行了区分。
最后对壹些尚未能解释的问题以及壹些假设作了讨论。
1．简介对氮元素转化途径的研究起源于农业中对氮肥在土壤中的转化的探讨。
土壤系统中氮元素总的输入和输出的不平衡使科学家们困惑了50多年（e.g.Allison,1995），同样的情况也出当下许多水处理的脱氮工艺中，这使得人们对氮元素其它转化途径的研究产生了兴趣。
最初人们对生物脱氮的认识是NH3或NH4＋在微生物的作用下转化为NO2-以及NO3-，后俩者再转化为N2而达到氮的去除，当下见来这种认识是比较粗略的。
对脱氮其它途径的研究实际上能够归结为对脱氮过程中间产物以及他们产生的环境条件和微生物机理的研究。
这些中间产物包括NO、N2O以及N2。
N2O是壹种对环境影响极大的温室气体，它的主要去向是在大气的同温层中原子态的氧反应生成NO，NO对臭氧层会造成破坏（Bliefert,1994）。
这就使得许多水处理工艺虽然实现了水体中脱氮但却有可能对大气造成影响。
2．实验结果的分析实验室中SBR反应器是壹个有效容积为4L的有机玻璃柱，每个周期10.5小时，实验工序为：进水→厌氧搅拌3hr→曝气8hr→厌氧搅拌1.5hr→沉淀1hr→排水，每个周期排水2L进水2L，曝气阶段溶解氧控制在2.5～3.0mg/L。
在通过对照试验基本排除了游离氨被吹脱的可能之后，采用试验进水CODcr为720mg/L,NH4＋-N为110mg/L，在系统稳定运行之后对壹周期各阶段内水相中各种氮化合物的浓度进行跟踪试验。
实验期间每间隔1hr测定壹次数据。
根据这些数据绘成图1。
图1中，在前2个小时的缺氧搅拌中（即0～2hr）NO X--N有明显下降，但NH4+-N 基本没有变化，说明本系统中未发生厌氧氨氧化过程而是硝酸盐缺氧反硝化的结果。
在运行周期的第2～8小时的曝气状态下，NH4＋-N浓度迅速下降，由58.8mg/L降为0.1mg/L，这主要是好氧硝化的结果。
8小时曝气之后的缺氧阶段，NO3--N和NO2--N也有比较明显的减少，说明再次发生缺氧反硝化。
当然，在这三个阶段中其它途径对脱氮所作的贡献将在下文结合对各种途径的介绍作进壹步的阐述。
图1运行过程中各种形态的氮的变化情况而在整个周期中TN从59.9mg/L降为8.5mg/L，好氧反应期间各种含氮化合物的化学衡量计算得到：氨氮经硝态氮（包括硝基氮和亚硝基氮）脱氮途径所得脱氮量仅占同期脱氮总量的46.5%，在扣除生化合成反应所需氮素之外，尚有50%左右的氮在硝化之前便已去向不明,对此唯壹的解释是在此过程中产物以气态形式进入周围的空气中。
由于衡算过程比较复杂，不作详细介绍。
3.硝化3.1自养型硝化硝化是指NH3或NH4＋经由NO2-被氧化为NO3-的过程。
硝化过程通常是由自养或兼性微生物完成的（Laanbroek等1994）。
这些微生物可分为俩类，第壹类微生物将NH3或NH4＋氧化为NO2-，被称为初级硝化菌，典型的如Nitrosomonaseuropaea；第二类微生物将氧化为NO3-，被称为次级硝化菌，典型的如Nitrobacterwinogradskyi （Macdonald,1986;Klemedtssonetal.,1999）。
通常利用基因探测针的方法能够对活性污泥中参和硝化的微生物进行分析和检测（Wagner等1996）。
需要强调的是目前仍尚未发现壹种单壹的微生物能将NH3或NH4＋直接氧化为NO3-。
硝化过程会产生壹些中间产物。
第壹个NH3被氧化中间产物是NH2OH，这个反应的催化剂是氨单壹氧酶（Wood,1986）。
氨单壹氧酶的催化作用会受到壹些底物的限制，这些底物通过共价键将酶结合到其活性区域从而会抑制酶对NH3的催化氧化功能。
比如说C2H2会被转化为壹种具有电抗性的不饱和环状化合物，这种化合物能通过共价键抑制氨单壹氧酶的活性（McCarty,1999）。
C2H2在浓度为0.1到10Pa的范围内会抑制NH3的氧化（Bergetal.,1982）。
CH3F是氨单壹氧酶的另壹种抑制剂(Hymanetal.,1994)。
但和C2H2相比它的优点是在较高浓度下（10kPa）不会影响反硝化过程(OremlandandCulbertson,1992)。
第二步NH3的氧化过程是NH2OH转化为NO2−，这壹反应的催化剂是羟基氧化仍原酶（McCarty,1999），而联氨对这类酶有抑制（NicholasandJones,1960）。
NO2−氧化为NO3-的酶是亚硝酸盐氧化仍原酶（Bocketal.,1986）。
氯酸盐是这壹反应的催化剂（BelserandMays,1980）。
另外，浓度过高的NH3会对硝化细菌产生毒性。
有文献称：每1g干的Nitrosomonassp.的生成需要消耗30gNH3（Schlegel,1992）。
因而，就算在硝化细菌数量且不多的环境中，它在氮的转化方面的作用是很大的。
无论是最终产物NO3−仍是壹些中间产物都会大量产生，然而后者在工艺过程中且不会产生积累。
N2O的产生来源于价态介于NH4＋和NO2-之间的NH3的氧化物的化学分解作用，例如NH2OH或NO2−本身。
也有证据表明NH2OH或NH3的不完全的氧化形式能导致N2O的产生（HooperandTerry,1979）。
因而，NH3氧化为NO2-的过程可能是产生N2O的壹个源头。
不仅如此，通过其产物NO2-和NO3-硝化和反硝化结合了起来，后者是N2O产生的另壹个显著的过程，将在下面的文章中对其进行更深入的阐述。
3.2非自养型硝化和自养型硝化细菌利用硝化作用作为能量来源合成CO2不同，非自养型硝化细菌利用有机碳作为碳源和能量（RobertsonandKuenen,1990;Castignetti,1990）。
虽然自养型硝化和非自养型硝化的底物、最终产物以及中间产物是相同的，但在俩个过程中发生作用的酶是有区别的。
在非自养型硝化过程中发生作用的氨单壹氧酶且不受C2H2的抑制。
非自养型硝化细菌不仅能氧化NH3，同样能氧化氮的其它有机物例如尿素（Papenetal.,1989）。
有报导表明自养型硝化将在有氧条件下产生NO3−，可能在环境条件变得于之有利的条件下参和反硝化（CastingnettiandHollocher,1984）。
和传统的反硝化细菌不同（见下文），这些非自养型硝化细菌经常能够在有氧条件下进行反硝化（Robertsonetal.,1989）。
N2O作为NO2−转化为的N2中间产物（Andersonetal.,1993;Richardsonetal.,1998）在有氧环境下，每个细胞单位的非自养型硝化细菌比自养型硝化细菌产生更多的N2O （Papenetal.,1989;Andersonetal.,1993）。
虽然普遍认为非自养型硝化是较小的N2O产生源，但在壹定条件下非自养型硝化仍会产生大量的N2O，例如低PH值，较高的氧浓度以及有机物质较好的生物可利用性（Papenetal.,1989;Andersonetal.,1993）。
4.反硝化（denitrification）反硝化是NO3-转化为N2的过程，这壹过程中会产生壹些中间产物（如图2）。
反硝化由反硝化细菌完成，它们包括Pseudomonas,Bacillus,Thiobacillus,Propionibacterium以及其他的壹些菌类（Firestone,1982）。
这些占主导地位的微生物是特殊的厌氧微生物，在氧浓度较低或者厌氧条件下，它能以NO3-替代氧气作为电子受体。
对反应起催化作用的酶是硝酸仍原酶，亚硝酸仍原酶，硝酸氧化仍原酶以及亚硝酸氧化仍原酶（HochstemandTomlinson,1988,见图2）。
和硝化相比，N2O在反硝化过程中是壹种中间物质。
如果PH值低，那么N2O的释放就较多，因为N2O的仍原在较低PH值下会受到抑制（Knowles,1982）。
如果NO3-较多N2O/N2的比例就会较高，因为NO3-是比N2O更强的电子受体（Schlegel,1992）如果水中有壹定浓度的溶解氧那么这壹比例仍会升高，因为O2对亚硝酸氧化仍原酶的抑制强于对其他反硝化过程中的仍原酶的抑制（Knowles,1982）。
在较高氧浓度下，反硝化细菌的好氧代谢会增强，这样NO3-就不会减少。
除了这些环境因素，仍没有发现C2H2以外的对反硝化以及N2O的转化有抑制作用的物质。
如果C2H2的浓度达到10kPa那么N2O便会成为反硝化唯壹的最终产物(Yoshinarietal.,1997)。
概括的说，N2O是反硝化的壹种中间产物，在低氧浓度、充足的NO3-以及可生化碳源的条件都会导致它的大量产生。
5.联合硝化反硝化(couplednitrification-denitrification)之所以提到联合硝化反硝化是因为它经常会和硝化细菌反硝化混淆。
英文中“coupled”壹词的意思是“结合”或“联合”。
联合硝化反硝化不是壹个分开的过程，这个术语是用来强调硝化过程中产生NO2-的或NO3-能被反硝化细菌所利用。
如果微生物菌落所处的环境条件良好，硝化细菌和反硝化细菌都存在和于对方的微环境中，就会出现这种在硝化和反硝化之间的联合(e.g.Arah,1997)。
在对这些微环境的研究之中，Khdyer和Cho(1983)用壹个土壤柱对硝化和反硝化的程度进行了实验，这个土壤柱中均匀地混合有尿素，且且其中氧的浓度是呈梯度的。
结果是硝化发生在好氧层，而在厌氧区域反硝化占据的主要地位。
而N2O 产生于厌氧和好氧的交界部位，且能向土壤表面扩散。
这表明N2O更多地产生于对硝化细菌和反硝化细菌都较为适宜的环境中。
同时硝化反硝化被用来处理污水，通过环境条件使反应控制在硝化和反硝化的交界阶段而达到较好的脱氮效果（dosSantorsetal.,1996）。
6.硝化细菌反硝化硝化细菌反硝化是硝化的壹种途径。
在硝化细菌反硝化中，NH4＋转化为NO2-然后NO2-再转化为N2O和N2（图3）。
这壹系列的反应仅仅在壹类被称为自养型初级硝化菌的微生物群落作用下完成。
在次级硝化菌中也存在壹种进行硝化细菌反硝化类似的途径。
据报导，以丙酮酸盐作为电子供体某些Nitrobacter能够在厌氧条件下由NO3-产生N2O（Freitagetal.,1987）。