显然，a的数值介于0～1。如果氨氧化菌的呼吸消耗硝酸盐，在0.3kPa溶解氧压力条件下流向最终细胞色素C氧化酶的电子流将是负值。所以，氨氧化仅可以供给呼吸的亚硝酸盐电子。

Muller等人得到的在不同溶解氧压力下好氧反硝化特征参数如表1所示。

从表中可见，好氧反硝化速率与氨消耗速率基本处于同一数量级，这使好氧反硝化更具实际的工程意义，这将在节省消耗的情况下，使污水脱氮处理的效率大大提高。好氧反硝化在以往的研究与生产中之所以没有得到证实，主要是由于如下原因：其一，空气中含有高浓度氮气，要通过产气监测证实好氧反硝化的存在需要使用氮同位素、无氮载气、密闭反应器和质谱仪；其二，好氧反硝化菌浓度要足够高才能检测到氮气的产生，由于Muller研究中的氨氧化菌为0.3g/L、约占活性污泥的10%，而在一般活性污泥中，好氧反硝化菌Nitrosomonasspp仅有10mg/L，结果是产气量太低而检测不到；其三，过去研究的细菌常常是不能产生氮气的NitrosomonaseuropaeaATTC19718。

在理论上，氨也可以作为反硝化的无机物电子供体，其时的反应自由能几乎与好氧硝化的一样有利(参见表2)。早在1997年，Broda就发表了一篇题为“自然界中遗失的两种微生物”之论文，指出在自然界中可能存在一些微生物(chemolithotrophicbacteria)能够以硝酸盐、二氧化碳和氧气为氧化剂将氨氧化为氮气。根据这个预言，目前已经发现Nitrosomonaseutropha能够进行这种生物化学反应。

 

Mulder在实验室规模的反硝化流化床反应器中，发现了氨和硝酸盐的同时消失，推测反应如下：

5NH4++3NO3-→4N2+9H2O+2H+

G0′＝-297kJ/molNH4+

这个厌氧氨氧化(Anammox)过程的总反应是产能的，在理论上可以提供能量供微生物生长。随后Graaf又证明了这一反应是一个生物化学反应，亚硝酸盐是最合适的电子受体：

NH4++NO2-→N2+2H2O

G0′＝-358kJ/molNH4+

1996年Graaf的试验研究又表明厌氧氨氧化过程是由自养菌完成的。Schmidt的试验研究则表明二氧化氮(NO2)对于厌氧氨氧化是必需的，N2O是Anammox过程的中间产物，而NO被证明对该过程有抑制作用。MarcStrous总结比较了厌氧氨氧化和好氧氨氧化的微生物生理学参数(见表3)。

 

好氧硝化和厌氧氨氧化微生物在生理学方面是相似的，都是专属微生物，厌氧氨氧化没有好氧活动，好氧硝化微生物的厌氧活动只是厌氧氨氧化的5%。二者的生物产量、温度范围、基质亲和力、活化能大体上是相同的，只是厌氧氨氧化最大比基质转化率较低，这使得厌氧氨氧化要求较长的反应停留时间。

厌氧氨氧化在1000mg/L的氨氮或硝态氮的浓度下不会受到抑制，但是在100mg/L亚硝态氮浓度下，厌氧氨氧化过程即受到限制。亚硝酸盐抑制可以通过添加痕量厌氧氨氧化中间产物(联氨或羟氨)来克服。

目前推测厌氧氨氧化有多种途径。其中一种包括羟氨和亚硝酸盐生成N2O的反应，而N2O可以进一步转化为氮气，氨被氧化为羟氨。另一种是氨和羟氨反应生成联氨，联氨被转化成氮气并生成4个还原性［H］，还原性［H］被传递到亚硝酸还原系统形成羟氨。第三种是：一方面亚硝酸被还原为NO，NO被还原为N2O，N2O再被还原成N2；另一方面，NH+4被氧化为NH2OH，NH2OH经N2H4、N2H2被转化为N2。

总之，存在大幅度提高生物脱氮效率的生物学基础，而且效率的提高并不一定意味着成本的上升。厌氧氨氧化可以通过将好氧出水回流到前面的厌氧反应器来完成，只是由于厌氧氨氧化的反应速度比较慢，厌氧反应器的容积可能要大一些。亚硝酸盐反硝化和好氧反硝化均要求较低的溶解氧，这样既可以节省空气量，又可以提高脱氮效率。所以在低溶解氧条件下，存在异养硝化、亚硝酸盐好氧反硝化的可能性，从而可以在节省和碳源的情况下实现高氨氮废水的高效脱氮，这应成为今后生物脱氮研究的重要课题。