顯然，a的數值介于0～1。如果氨氧化菌的呼吸消耗硝酸鹽，在0.3kPa溶解氧壓力條件下流向最終細胞色素C氧化酶的電子流將是負值。所以，氨氧化僅可以供給呼吸的亞硝酸鹽電子。

Muller等人得到的在不同溶解氧壓力下好氧反硝化特征參數如表1所示。

從表中可見，好氧反硝化速率與氨消耗速率基本處于同一數量級，這使好氧反硝化更具實際的工程意義，這將在節省消耗的情況下，使污水脫氮處理的效率大大提高。好氧反硝化在以往的研究與生產中之所以沒有得到證實，主要是由于如下原因：其一，空氣中含有高濃度氮氣，要通過產氣監測證實好氧反硝化的存在需要使用氮同位素、無氮載氣、密閉反應器和質譜儀；其二，好氧反硝化菌濃度要足夠高才能檢測到氮氣的產生，由于Muller研究中的氨氧化菌為0.3g/L、約占活性污泥的10%，而在一般活性污泥中，好氧反硝化菌Nitrosomonasspp僅有10mg/L，結果是產氣量太低而檢測不到；其三，過去研究的細菌常常是不能產生氮氣的NitrosomonaseuropaeaATTC19718。

在理論上，氨也可以作為反硝化的無機物電子供體，其時的反應自由能幾乎與好氧硝化的一樣有利(參見表2)。早在1997年，Broda就發表了一篇題為“自然界中遺失的兩種微生物”之論文，指出在自然界中可能存在一些微生物(chemolithotrophicbacteria)能夠以硝酸鹽、二氧化碳和氧氣為氧化劑將氨氧化為氮氣。根據這個預言，目前已經發現Nitrosomonaseutropha能夠進行這種生物化學反應。

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Mulder在實驗室規模的反硝化流化床反應器中，發現了氨和硝酸鹽的同時消失，推測反應如下：

5NH4++3NO3-→4N2+9H2O+2H+

G0′＝-297kJ/molNH4+

這個厭氧氨氧化(Anammox)過程的總反應是產能的，在理論上可以提供能量供微生物生長。隨后Graaf又證明了這一反應是一個生物化學反應，亞硝酸鹽是最合適的電子受體：

NH4++NO2-→N2+2H2O

G0′＝-358kJ/molNH4+

1996年Graaf的試驗研究又表明厭氧氨氧化過程是由自養菌完成的。Schmidt的試驗研究則表明二氧化氮(NO2)對于厭氧氨氧化是必需的，N2O是Anammox過程的中間產物，而NO被證明對該過程有抑制作用。MarcStrous總結比較了厭氧氨氧化和好氧氨氧化的微生物生理學參數(見表3)。

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好氧硝化和厭氧氨氧化微生物在生理學方面是相似的，都是專屬微生物，厭氧氨氧化沒有好氧活動，好氧硝化微生物的厭氧活動只是厭氧氨氧化的5%。二者的生物產量、溫度范圍、基質親和力、活化能大體上是相同的，只是厭氧氨氧化最大比基質轉化率較低，這使得厭氧氨氧化要求較長的反應停留時間。

厭氧氨氧化在1000mg/L的氨氮或硝態氮的濃度下不會受到抑制，但是在100mg/L亞硝態氮濃度下，厭氧氨氧化過程即受到限制。亞硝酸鹽抑制可以通過添加痕量厭氧氨氧化中間產物(聯氨或羥氨)來克服。

目前推測厭氧氨氧化有多種途徑。其中一種包括羥氨和亞硝酸鹽生成N2O的反應，而N2O可以進一步轉化為氮氣，氨被氧化為羥氨。另一種是氨和羥氨反應生成聯氨，聯氨被轉化成氮氣并生成4個還原性［H］，還原性［H］被傳遞到亞硝酸還原系統形成羥氨。第三種是：一方面亞硝酸被還原為NO，NO被還原為N2O，N2O再被還原成N2；另一方面，NH+4被氧化為NH2OH，NH2OH經N2H4、N2H2被轉化為N2。

總之，存在大幅度提高生物脫氮效率的生物學基礎，而且效率的提高并不一定意味著成本的上升。厭氧氨氧化可以通過將好氧出水回流到前面的厭氧反應器來完成，只是由于厭氧氨氧化的反應速度比較慢，厭氧反應器的容積可能要大一些。亞硝酸鹽反硝化和好氧反硝化均要求較低的溶解氧，這樣既可以節省空氣量，又可以提高脫氮效率。所以在低溶解氧條件下，存在異養硝化、亞硝酸鹽好氧反硝化的可能性，從而可以在節省和碳源的情況下實現高氨氮廢水的高效脫氮，這應成為今后生物脫氮研究的重要課題。