ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

VŨ ĐÌNH PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC
THẢI THỦY SẢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÃI
LỌC TRỒNG CÂY

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội – 2012
1


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

VŨ ĐÌNH PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC THẢI THỦY
SẢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÃI LỌC TRỒNG CÂY

Chuyên ngành: Hóa môi trường
Mã số: 604441
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. Lê Tuấn Anh
Cơ quan: Đại học Quốc gia Hà Nội

1.4.2.2. Nhược điểm............................................................................................29
1.4.3. Cấu tạo của bãi lọc trồng cây[13] ..........................................................30
1.4.4. Các loại bãi lọc trồng cây xử lý nước thải..............................................30
3


1.4.4.1. Bãi lọc trồng cây ngập nước..................................................................31
1.4.4.2. Bãi lọc ngầm trồng cây [13] .................................................................31
1.4.5. Cơ chế các quá trình xử lý trong bãi lọc trồng cây [5] .........................33
1.4.5.1. Loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học......................33
1.4.5.2. Loại bỏ các chất rắn..............................................................................34
1.4.5.3. Loại bỏ Nitơ...........................................................................................34
1.4.5.4. Loại bỏ photpho.....................................................................................35
1.4.5.5. Loại bỏ kim loại nặng..........................................................................35
1.4.5.6. Loại bỏ các hợp chất hữu cơ.................................................................35
1.4.5.7. Loại bỏ vi khuẩn và virus.......................................................................36

CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu................................................................................37
2.2. Mục tiêu nghiên cứu..................................................................................37
2.3. Thiết kế.......................................................................................................37
2.4. Vận hành.....................................................................................................40
2.5. Phƣơng pháp phân tích [3] ......................................................................40
2.5.1. Xác định hàm lượng amoni bằng phương pháp so màu với thuốc thử
Nessler................................................................................................................40
2.5.1.1. Nguyên tắc.............................................................................................40
2.5.1.2. Tiến hành phân tích...............................................................................41
2.5.2. Xác định hàm lượng Nitrit (NO2-) trong nước bằng phương pháp so
màu với thuốc thử Griss....................................................................................41
2.5.2.1. Nguyên tắc.............................................................................................41

3.4.1. Phân tích thành phần loài vi khuẩn trong các mẫu bằng DGGE.........68
3.4.2. Phân lập vi khuẩn đại diện của mỗi nhóm.............................................69
3.4.2.1. Vi khuẩn nitrat hóa................................................................................69
3.4.2.2. Vi khuẩn khử nitrat................................................................................70
3.4.3. Kết quả phân tích số lượng vi sinh vật....................................................70
3.5. Cây trồng trong bãi lọc trồng cây............................................................71

5


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

6


MỞ ĐẦU
Nước giữ vai trò thiết yếu trong sinh hoạt, sản xuất, đồng thời tham gia
trực tiếp vào tất cả các quá trình sống, từ đơn giản đến phức tạp.
Hiện nay, với sự phát triển không ngừng của các ngành nông nghiệp, công
nghiệp và dịch vụ, mỗi ngày con người đã đưa hàng trăm triệu tấn chất thải vào
môi trường nói chung, môi trường nước nói riêng. Đó chính là nguyên nhân làm
cho chất lượng nguồn nước bị xuống cấp trầm trọng, ảnh hưởng trực tiếp tới sức
khỏe con người. Vấn đề ô nhiễm môi trường nước đang là thách thức đối với sự
tồn vong và phát triển của xã hội loài người, đặc biệt là các quốc gia đang phát
triển, trong đó có Việt Nam.
Công nghệ xử lý nước thải hiện nay còn sử dụng nhiều năng lượng, hóa
chất nhằm tiếp cận mục tiêu kiểm soát môi trường, trong khi đó ít để ý tới sự
phát triển bền vững của hệ sinh thái tổng thể. Tình trạng đó gây khó khăn rất lớn
cho việc đảm bảo quá trình phát triển bền vững của quốc gia trong quá trình
thực hiện công nghiệp hóa và hiện đại hóa.

nước thải thuỷ sản bằng phương pháp bãi lọc trồng cây” nhằm tìm hiểu sự
chuyển hóa các chất trong đó chủ yếu là amoni trong môi trường bãi lọc ngập
nước có trồng cây cói trên bề mặt của bãi lọc nhằm ứng dụng để xử lý nước thải
chế biến thủy sản [2].

8


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Hiện trạng ô nhiễm và sự cần thiết phải xử lý các hợp chất nitơ trong
nƣớc
1.1.1. Tình hình ô nhiễm các nguồn nước hiện nay
Hiện nay, ở Việt Nam mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng
trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng tình
trạng ô nhiễm nước vẫn là một vấn đề rất đáng lo ngại.
Với tốc độ công nghiệp hóa và đô thị hóa khá nhanh, sự gia tăng về dân
số đã gây áp lực ngày càng nặng nề đối với tài nguyên nước. Môi trường nước ở
nhiều đô thị, khu công ngiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải,
khí thải và chất thải rắn. Ở các thành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công
nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có công trình và thiết bị xử
lý chất thải. Ô nhiễm nước do các hoạt động sản xuất công nghiệp là rất nghiêm
trọng.
Tình trạng ô nhiễm nước thấy rõ nhất là ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí
Minh. Ở các thành phố này, nước thải sinh hoạt không có hệ thống xử lý tập
trung mà trực tiếp đổ ra nguồn tiếp nhận (sông, hồ, kênh, mương). Mặt khác còn
rất nhiều các cơ sở sản xuất, phần lớn các bệnh viện và cơ sở y tế lớn chưa có hệ
thống xử lý nước thải, cũng như một lượng lớn chất thải rắn trong thành phố
không thu gom hết được… là những nguồn đáng kể gây ô nhiễm môi trường
nước. Hiện nay, mức độ ô nhiễm trong các kênh, sông, hồ ở các thành phố lớn là
rất cao.

hiện một số loại tảo độc, thậm chí đã có dấu hiệu xuất hiện thủy triều đỏ ở một
số vùng ven biển Việt Nam.
Như vậy, có nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan dẫn đến tình
trạng ô nhiễm môi trường nước như: sự gia tăng dân số, mặt trái của quá trình
công nghiệp hóa, hiện đại hóa, cơ sở hạ tầng yếu kém, lạc hậu, nhận thức của
người dân còn nhiều hạn chế… Đáng chú ý là sự bất cập trong hoạt động quản
lý, bảo vệ môi trường. Nhận thức của nhiều cấp chính quyền, cơ quan quản lý,
tổ chức và cá nhân có trách nhiệm về nhiệm vụ bảo vệ môi trường nước chưa
sâu sắc và đầy đủ. Cơ chế phân công giữa các cơ quan, các ngành chưa đồng bộ,
10


chưa quy định trách nhiệm rõ ràng…
1.1.2. Hiện trạng ô nhiễm các hợp chất nitơ trong nước
Hiện nay, do thực trạng hệ thống cấp – thoát nước, xử lí nước cấp và nước
thải, chất thải rắn chưa đồng bộ, cộng thêm đó là sự phát triển của các ngành
công – nông nghiệp ngày một tăng trong thời gian gần đây, chưa kể đến các quá
trình diễn ra trong tự nhiên, ở điều kiện địa chất – thủy văn phức tạp ở vùng
châu thổ sông Hồng, đã gây cho nguồn cấp nước duy nhất hiện nay – nguồn
nước ngầm, nguy cơ ô nhiễm ngày càng cao, trong đó có ô nhiễm các hợp chất
chứa nitơ.
Theo khảo sát của các nhà khoa học, phần lớn nước ngầm ở vùng đồng
bằng Bắc Bộ như Hà Nội, Ninh Bình, Hải Dương … đều bị nhiễm amoni
NH4+rất nặng, vượt tiêu chuẩn nhiều lần.
Tại Hà Nội, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình, Hải Dương, Hưng Yên, Thái
Bình, xác xuất các nguồn nước ngầm nhiễm amoni ở nồng độ cao hơn tiêu
chuẩn là khoảng 70 – 80%. Ngoài amoni, không ít nguồn còn chứa khá nhiều
hợp chất hữu cơ. Như vậy tình trạng nhiễm bẩn amoni và hợp chất hữa cơ trong
nước ngầm ở Đồng bằng Bắc Bộ đã đến mức báo động và khả năng tác động của
amoni lên cơ thể con người là chắc chắn.

nước mặt bị ô nhiễm thì dẫn đến nguồn nước ngầm cũng bị ô nhiễm. Ngoài ra
quá trình lắng đọng giữ lại cũng như hàng loạt các hợp chất chứa nitơ từ các quá
trình phân giải tự nhiên (protein, amino axit, amit, hợp chất hữu cơ chứa nitơ... )
cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm nito trong nước. Ở môi trường pH từ 6 – 8
nitơ nằm chủ yếu dưới dạng NH4+. Amoni có thể xuất hiện trong nước ngầm từ
nước thải sinh hoạt, bãi chôn lấp phế thải, nghĩa trang ... do kết quả của quá trình
amôn hóa – phân hủy các hợp chất chứa nitơ như đạm, nước tiểu và axit nucleic
... bởi vi sinh vật hay do việc sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu có chứa nitơ trong
công nghiệp. Sự có mặt các ion NH4+ cùng với NO3- chứng tỏ nước ngầm bị ô
nhiễm bởi nước thải sinh hoạt mới xâm nhập [4].

12


1.1.4. Tác hại của các hợp chất chưa nitơ đối với cơ thể con người
Các hợp chất nitơ có thể tồn tại dưới dạng các hợp chất hữu cơ, nitrit,
nitrat và amoni. Amoni thực ra không quá độc với cơ thể người. Ở trong nước
ngầm amoni không thể chuyển hóa được do thiếu oxy. Khi khai thác lên, vi sinh
vật trong nước nhờ oxy trong không khí chuyển amoni thành các nitrit (NO2-),
nitrat (NO3-) tích tụ trong nước ăn. Các hợp chất chứa nitơ trong nước có thể gây
nên một số bệnh nguy hiểm cho người sử dụng nước.
Trong những thập niên gần đây, nồng độ nitrat trong nước uống tăng lên
đáng kể. Nguyên nhân là do sử dụng phân đạm vô cơ tăng, gây rò rỉ nitrat xuống
nước ngầm. Hàm lượng nitrat trong nước uống tăng gây nguy hại về sức khỏe
đối với cộng đồng. Bản thân nitrat không gây rủi ro cho sức khỏe, tuy nhiên
nitrat chuyển thành nitrit (do men khử nitrat) lại có khả năng gây độc. Nitrit ảnh
hưởng đến sức khỏe với 2 khả năng sau: Chứng máu Methaemoglobin và ung
thư tiềm tàng [3].
* Chứng máu Methaemo – globinaemia (hội chứng xanh xao trẻ em)
Trẻ nhỏ khoảng 1 tuổi dễ mẫn cảm với sự tồn lưu huyết cầu tố bào thai và

không thể trực tiếp sử dụng những dạng nitơ hữa cơ này mà phải nhờ vi khuẩn
trong đất chuyển hóa chúng thành những dạng vô cơ dễ hấp thụ. Khi được rễ cây
hấp thụ, qua các quá trình biến đổi hóa học, chúng sẽ tạo thành enzim, protein,
clorophin... nhờ đó thực vật lớn lên và phát triển. Con người và động vật ăn thực
vật, sau đó thải cặn bã vào đất cung cấp trở lại nguồn nitơ cho thực vật. Một số
loài thực vật có nốt sần như cây cọ đậu, cỏ ba lá, cây đinh lăng ... có thể chuyển
hóa nitơ trong khí quyển thành dạng nitơ sử dụng được cho cây. Nitơ đã tạo
được một chu trình kín trong tự nhiên.
1.1.5.2. Nguồn gốc gây ô nhiễm do con người
Ngoài quá trình hình thành theo con đường tự nhiên lượng ion NO3-,
NO2-, NH4+ trong chu trình còn được tăng lên do các nhà máy sản xuất phân

14


đạm, chất thải khu đô thị có hàm lượng nitơ cao. Nguồn ô nhiễm nitơ trong nước
bề mặt có thể từ nhiều ngồn khác nhau: Công nghiệp, nông nghiệp, dân cư ...
Các ngành công nghiệp sử dụng nitrat trong sản xuất là nguồn chủ yếu gây ô
nhiễm nguồn nước. Nitrat được thải qua nước thải hoặc rác thải. Trong hệ thống
ống khói của các nhà máy này còn chứa nhiều oxit nitơ thải vào khí quyển, gặp
mưa và một số quá trình biến đổi hóa học khác, chúng rơi xuống đất dưới dạng
HNO3, HNO2. Do đó hàm lượng của các ion này trong nước tăng lên.
Nông nghiệp hiện đại là nguồn gây ô nhiễm lớn cho nước. Việc sử dụng
phân bón hóa học chứa nitơ với số lượng lớn, thành phần không hợp lý, sử dụng
bừa bãi thuốc trừ sâu, diệt cỏ, ...làm cho lượng nitrat, amoni trong nước bề mặt
và ngầm ngày càng lớn.
Trong nước thải sinh hoạt cũng có chứa một hàm lượng nitơ nhất đinh.
Việc nước thải sinh hoạt không được xử lý chảy vào hệ thống các con sông
trong thành phố cũng là một trong các nguồn gốc gây ô nhiễm nước [5].
1.2. Khái quát chung về một số phƣơng pháp tách loại amoni

Các loại vi sinh vật tham gia vào quá trình nitrat hóa gồm Nitrosomonas
và Nitrobacter. Các vi sinh vật này được coi là loại tự dưỡng bởi vì chúng tiếp
nhận năng lượng cho sự sinh trưởng và tổng hợp tế bào từ sự oxi hóa các hợp
chất vô cơ hoặc CO2 hơn là từ các hợp chất hữu cơ. Cả 2 loại vi sinh vật này đều
có yêu cầu về môi trường riêng biệt cho sự sinh trưởng như pH, nhiệt độ, oxi
hòa tan. Thêm vào đó, chúng tái sinh chậm hơn nhiều so với vi sinh vật dị
dưỡng. Nhiều loại kim loại nặng hoặc các hợp chất hữu cơ có thể ức chế sự phát
triển của VSV nitrat hóa. Nitrosomonas chỉ có thể oxi hóa amoni thành nitrit
cũng như Nitrobacter chỉ oxi hóa nitrit thành nitrat.
* Điều kiện tối ưu cho sự phát triển của 2 loại vi khuẩn trên
- Nhiệt độ: Khoảng nhiệt độ từ 25 – 300C là thích hợp cho việc nitrat hóa,
trong đó tại nhiệt độ xung quanh 300C tốc độ nitrat hóa là cao nhất [32].

16


- pH: Thông thường, sự chuyển hóa của amoni thành nitrat thông qua
nitrit bởi vi sinh vật nitrat hóa tự dưỡng được coi là xảy ra trong môi trường pH
từ trung tính đến kiềm. Trong quá trình nitrat hóa ở pH axit được coi như kết
quả do hoạt động của vi sinh vật dị dưỡng. Kết luận này thu được từ sự quan sát
tốc độ phát triển của vi khuẩn nitrat hóa trong hệ thống gián đoạn, người ta thấy
rằng pH tối ưu cho Nitrosomonas và Nitrobacter tương ứng nằm trong khoảng
7.5 – 9.0 và 7.0 – 9.3. Sự oxi hóa nitrit bị giảm tại pH kiềm do sự ức chế cạnh
tranh giữa NO2- và OH-, trong khi sự ức chế tại pH thấp phụ thuộc vào sự tạo
thành axit nitric tự do.
* Phương trình tỉ lượng
Sự oxi hóa của NH4+ và NO3- xảy ra theo 2 bước sau:
Bước 1: Amoni được oxi hóa thành Nitrit
NH4+ + 3/2 O2


nitrat hóa [33].
* Hiệu quả của quá trình nitrat hóa
Vận tốc quá trình nitrat hóa phụ thuộc vào tuổi thọ bùn (màng vi sinh vật),
nhiệt độ, pH của môi trường, nồng độ vi sinh vật, hàm lượng amoni, oxy hòa
tan, vật liệu lọc ... Ở nhiệt độ cao thì quá trình diễn ra thuận lợi hơn.
Quá trình nitrat hóa diễn ra có hiệu quả khi hàm lượng oxy hòa tan lớn
hơn 4 mg/l. Với hàm lượng oxy hòa tan 2 mg/l, hiệu suất quá trình giảm đi 50%.
Các vi khuẩn nitrat hóa có khả năng kết tụ thấp, do vậy việc lựa chọn vật liệu
lọc, nơi các màng vi sinh vật dính bám cũng có ảnh hưởng quan trọng tới hiệu
suất làm sạch và sự tương quan sản phẩm của phản ứng sinh hóa [31].
1.3.1.2. Quá trình đề nitrat hóa
Đề nitrat hóa là quá trình trong đó một số loài vi khuẩn nhất định trong
điều kiện kị khí khử NO3- thành sản phẩm khí như N2, NO, N2O – là những chất
có ảnh hưởng không đáng kể tới môi trường [33].
* Vi khuẩn đề nitrat hóa
Không giống như vi khuẩn nitrat hóa tự dưỡng trong giai đoạn nitrat hóa,
vi khuẩn đề nitrat hóa là vi khuẩn dị dưỡng. Các loại phổ biến là Bacillus,
Micrococcus, Pseudomonas, Achromobacter.
Trong môi trường kị khí, các vi khuẩn này sử dụng NO3- hay NO2- là chất
nhận điện tử cuối cùng và sử dụng các hợp chất hữa cơ để tạo năng lượng. Các
chất hữu cơ gồm methanol, axetat, glucozơ, etanol và một số hợp chất khác.
Metanol (CH3OH) không đắt, vì vậy nó thường được sử dụng rộng rãi hơn cả.

18


*Phương trình tỉ lượng
Đề nitrat hóa là quá trình gồm 2 bước, sử dụng metanol là chất cho điện
tử có thể được biểu diễn theo phương trình sau:
CH3OH + 3 NO3- → 3 NO2- + CO2 + 2H2O

Anammox là một công nghệ mới được phát triển trong những năm gần
đây. Nó không cần bất kỳ một nguồn cacbon hữu cơ nào để loại bỏ nitơ vì vậy
nó đem lại lợi ích về kinh tế và mang lại nhiều tiềm năng cho xử lý nước thải có
chứa amoni nhưng hàm lượng cacbon hữu cơ thấp. Trong quá trình anammox,
amoni được chuyển thành N2 với nitrit là chất nhận điện tử và vì vậy tỉ lệ hàm
lượng và amoni là khoảng 1.3 [16].
Sự kết hợp hai quá trình nitrat hóa bán phần và quá trình anammox dựa
trên thực tế rằng nitrit là hợp chất trung gian trong cả hai quá trình. Vì vậy nitrat
hóa bán phần để chuyển 1/2 amoni thành nitrit là thuận tiện và kinh tế và theo
sau đó là quá trình anammox đảm bảo loại bỏ toàn bộ nitơ thông qua một quá
trình hoàn toàn tự dưỡng. Nhu cầu oxi giảm đi chỉ còn 62,5% và tiết kiệm được
đáng kể giá thành do không phải bổ xung thêm cacbon hữu cơ so với hệ thống
nitrat hóa - đề nitrat hóa thông thường [32].

20


Trong những năm gần đây, quá trình anammox đã nhận nhiều được sự
quan tâm và nghiên cứu. Từ những nghiên cứu này cho thấy rằng có ít nhất hai
khả năng cho quá trình oxi hóa amoni yếm khí tồn tại trong tự nhiên. Vi khuẩn
oxi hóa amoni "hiếu khí" bao gồm Nitrosomonas eutropha giảm nitrit hoặc nitơ
đioxit với hydroxylamine hoặc amoni là chất cho điện tử dưới điều kiện yếm
khí. Tốc độ oxi hóa amoni yếm khí lớn nhất là khoảng 2nmol NH4+ min-1 (mg
protein)-1 sử dụng NO2 là chất nhận điện tử. Trong phản ứng này NO là chất
trung gian. Trong quá trình anammox với nitrit là chất nhận điện tử thì tốc độ
oxi hóa có thể lên đến 55nmol NH4+ min-1 (mg protein)-1 [29].

Hình 1.2: Vi khuẩn anammox Candidatas Brocadia
(John Fuerst/Rick Webb) [7]


còn phải tạo ra một chất cho điện tử ngay ở bên trong cơ thể để làm giảm nitrit
[8].
Nhiệt độ tối ưu cho quá trình anammox là khoảng 30 – 400C.

22


Tuy nhiên gần đây Cemaetal đã cho thấy rằng trong một thiết bị đĩa quay
sinh học quá trình anammox cũng đã đạt được thành công khi tiến hành ở nhiệt
xung quanh 200C. Và điều này cũng được ghi nhận bởi Isakaetal. khi tiến hành
với thiết bị phản ứng lọc sinh học yếm khí (anaerobic biofilter - ABF) với kết
quả xử lý được 8,1 g N (Ld)-1. Và một vài nghiên cứu với anammox ở biển cũng
cho thấy hoạt tính của anammox ở nhiệt độ thấp. Vì vậy việc ứng dụng
anammox sẽ không bị hạn chế bởi ảnh hưởng của nhiệt độ gần khoảng 300C
[13].
Rất nhiều các nghiên cứu đã tiến hành ở nhiệt độ của nước thải khá cao
với khoảng nhiệt độ tối ưu cho anammox là 370C, quá trình anammox được
dùng chủ yếu vào xử lý nước thải từ đâu ra của thiết bị phân hủy metan. Nếu
như hoạt tính mà có đủ ở nhiệt độ thấp thông thường (dưới 250C) thì quá trình
anammox có thể được ứng dụng rộng rãi để xử lý nhiều loại nước thải công
nghiệp. Và một thí nghiệm tiến hành với thiết bị lọc sinh học yếm khí (ABF) ở
20 - 220C đã cho thấy rằng với một nồng độ thích hợp của nitrit và thời gian lưu
thủy lực ngắn hơn sẽ đem lại một tốc độ chuyển hóa nitơ cao ngay cả khi chúng
ta tiến hành ở nhiệt độ thấp thích hợp (dưới 250C) [24].
Người ta cũng đã nhận thấy rằng hoạt tính cực đại của sinh khối anammox
khi không được làm thích nghi là được quan sát thấy trong khoảng nhiệt độ từ
35 đến 400C. Trong khi ở 450C sẽ gây nên sự giảm hoạt tính của anammox
không thuận nghịch do sự giảm dần của sinh khối. Bằng việc giảm từ từ nhiệt độ
người ta cũng đã đạt được thành công trong thiết bị phản ứng kiểu SBR ở 180C.
Nhưng khi nhiệt độ giảm xuống 150C, hiệu suất tối đa của thiết bị phản ứng

dưỡng ở những điều kiện có oxi. Điều này sẽ tiết kiệm được chi phí trong việc
tạo ra điều kiện yếm khí hoàn toàn trong quá trình anammox ứng dụng vào công
nghiệp. Một kế hoạch đầy triển vọng để tránh ảnh hưởng của DO là làm giàu
một số vi khuẩn tiêu thụ oxi để tạo ra vùng (niche) yếm khí thích hợp cho

24


anammox. Mặc dù việc nuôi cây làm giàu liên hợp anammox thường được tiến
hành ở trong những điều kiện không có oxi và hoàn toàn tự dưỡng. Nhưng thậm
chí do có thể được cung cấp ở dòng vào với nồng độ là thấp hơn so với một vài
quá trình khác mà được trang bị máy cung cấp oxi. Vì dưới điều kiện thiếu oxi
này sẽ gặp khó khăn trong việc làm giàu các vi khuẩn tiêu thụ oxi và làm cho
chúng thể hiện hoạt tính trong liên hợp. Thực tế có vài loại vi khuẩn mà có thể
chịu đựng được trong điều kiện thiếu oxi trong một thời gian dài và tính đa dạng
trong thành phần của liên hợp anammox là thấp hơn so với thành phần của các
liên hợp trong một vài quá trình loại bỏ nitơ khác. Tuy nhiên sự có mặt của các
vi khuẩn nitrat trong thiết bị phản ứng anammox hoặc màng sinh học anammox
cho thấy rằng mặc dù các vi khuẩn nitrat có thể được làm giàu dưới điều kiện
yếm khí, nhưng chúng sống sót ít nhất. Rất nhiều các vi khuẩn oxi hóa amoni
như một vài giống thuộc Nitrosomonas là yếm khí tùy tiện và có sự trao đổi khí.
Chúng có thể sử dụng rất nhiều chất cho proton (hydro, pyruvat, amoni) để khử
nitrit dưới điều kiện yếm khí để tạo ra NO, N2O, N2. Trái ngược hẵn với các vi
khuẩn anammox, chúng có quá trình trao đổi chất linh hoạt hơn nhiều. Hoạt tính
oxi hóa amoni cao nhất là thấp hơn 25 lần so với anammox (55nmol NH4+ N(mg protein)-1 min-1 nhưng cũng đủ cao để tồn tại trong giai đoạn kéo dài
không có mặt của oxi. Nhờ quá trình trao đổi chất phức tạp để sao chép mà một
số giống thuộc Nitrosomonas có thể đưa đến khả năng tạo ra một công nghệ
thích hợp cho sự thích nghi với DO của liên hợp anammox [27].
Kết quả thu được khi tiến hành trong thiết bị đĩa quay sinh học không gắn
kết (non-woven biological rotating contactor) cho thấy khi dòng vào có chứa oxi