近日，农业农村部成都沼气科学研究所畜禽粪污能源化利用与污染控制创新团队在自养脱氮（ANR）工艺低温稳定运行机制方面取得重要进展。研究揭示了低温条件下厌氧氨氧化菌通过代谢通路重构实现冷适应运行的分子机制，并明确低污泥浓度是限制系统性能的关键瓶颈，为畜禽沼液冬季高效低耗脱氮处理奠定了理论基础。相关成果发表在《化学工程杂志（Chemical Engineering Journal）》。

自养脱氮工艺是一种经济高效、绿色环保的废水生物脱氮技术，具有广阔应用前景，但由于其核心功能菌——厌氧氨氧化菌对低温敏感，严重制约了其在水污染治理中的推广应用。本研究采用宏基因组和宏转录组分析表明，在15 ℃条件下运行400天后，一株冷适应型厌氧氨氧化菌成功富集并成为优势菌，占系统中厌氧氨氧化菌的75%。该菌株通过上调冷适应相关基因，弱化主流厌氧氨氧化通路，同时增强硝酸盐异化还原和反硝化等旁路代谢途径，提高了氮代谢活性，从而维持了较高活性。与此同时，氨氧化细菌和完全硝化菌通过上调氨氧化及应激相关基因协同响应低温环境，弥补了部分厌氧氨氧化活性的损失。该研究为寒冷地区及冬季畜禽沼液低能耗处理提供了重要理论支撑和技术方向。

该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院青年创新专项、中国农业科学院科技创新工程、四川省科技计划等项目支持。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894726011691#f0030