Broda根据化学自由能探索发现NH4+在缺氧条件下与NO2-直接生成N2的可能,认为它是自然氮循环中的一个缺失的部分。Mulder和Van de Graffe在20世纪90年代中期首先对此进行了实验证明,此后人们对该过程产生了极大的兴趣。厌氧氨氧化的反应方程式为:
NH4++1.32NO2-+0.066HCO3-+0.13H+→
1.2N2+0.26NO3-+ 0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O
Van de Graffe等通过示踪实验提出了Anammox可能的代谢途径,也是目前公认的亚硝酸盐型厌氧氨氧化可能的代谢途径,主要包括两个过程:一是分解(产能)代谢,即以氨为电子供体,亚硝酸盐为电子受体,两者以1:1的比例反应生成氮气,并把产生的能量以ATP的形式储存起来;二是合成代谢,即以亚硝酸盐为电子受体提供还原力,利用碳源二氧化碳以及分解代谢产生的ATP合成细胞物质,并在这一过程中产生硝酸盐。