În biochimie , „ anammox ” este o abreviere pentru oxidarea anaerobă a amoniului NH 4 +.(„ Year aerobics amm onium ox idation ” în engleză). Este o cale metabolică microbiană importantă în ciclul azotului . Dintre bacteriile care efectuează acest proces au fost identificate în 1999 și au format la momentul respectiv o surpriză pentru comunitatea științifică. Acest tip de reacție are loc în multe medii naturale. O metodă de îndepărtare a amoniului dezvoltată de Universitatea Tehnologică Delft este comercializată și sub denumirea de anammox .
În procesul biologic, cationul de amoniu NH 4 +este oxidat de anionul nitrit NO 2 -pentru a da azot N 2. Acest proces contribuie cu până la 50% din azotul produs în oceane. Prin urmare, este o chiuvetă importantă de azot care limitează astfel producția primară a oceanelor. Reacția globală este scrisă:
NH 4 ++ NU 2 -→ N 2+ 2 H 2 O.Bacteriile care efectuează procesul anammox aparțin filului bacterian Planktomycetes , dintre care cele mai cunoscute genuri sunt Planctomyces și Pirellula . În prezent, au fost definite (provizoriu) cinci genuri de bacterii anammox: Brocadia , Kuenenia , Anammoxoglobus și Jettenia pentru speciile de apă dulce și Scalindua pentru speciile marine.
Bacteriile Anammox sunt caracterizate de mai multe proprietăți remarcabile.
Procesul anammox a fost inițial observată la temperaturi cuprinse între 20 ° C și 43 ° C , dar s - a observat mai recent , în izvoare fierbinți la temperaturi cuprinse între 36 ° C și 52 ° C și în izvoarele hidrotermale. Situate de-a lungul crestei mijlocul Atlanticului la temperaturi cuprinse între 60 ° C și 85 ° C .
Metoda anammox implicată în eliminarea amoniului din apele uzate și constă din două procese separate. Primul pas este nitrificarea parțială ( nitrozarea ) a jumătății de amoniu în nitrit de către bacterii precum Nitrosomonas :
4 NH 4 ++ 3 O 2→ 2 NH 4 ++ 2 NU 2 -+ 4 H + + 2 H 2 O.Anammox bacteriile pot transforma apoi amoniu NH 4 +și nitrit NO 2 -în azot N 2și aproximativ 15% NO 3 nitrat - :
NH 4 ++ NU 2 -→ N 2+ 2 H 2 O.Ambele procese pot avea loc într-un singur reactor unde cele două bresle ale bacteriilor formează granule compacte.
Procesul Anammox reprezintă o alternativă promițătoare la tehnicile convenționale de eliminare a azotului utilizate în stațiile de epurare a apelor uzate. Din acest motiv, au fost deja depuse mai multe brevete care utilizează proprietățile procesului anammox. Spre deosebire de flora microbiană prezentă în etapele de tratament biologic ale unei stații de epurare, bacteriile din genul Brocadia anammoxidans sunt capabile să renunțe la oxigen și chiar să consume dioxid de carbon (gaze cu efect de seră). Prin urmare, aerisirea costisitoare a iazurilor poate fi redusă, reducând astfel costurile de tratare și emisiile de CO 2 cu până la 88%. Dezvoltarea de noi procese se bazează pe cercetări efectuate în anii 1990, concentrându-se pe activitatea microbiologică în timpul proceselor de nitrificare / denitrificare și, în special, pe mecanismele care împiedică disponibilitatea azotului. Munca desfășurată la Viena (Nowak und Svardal, 1993; Nowak, 1996), Delft (van Niel și colab., 1993; van Loosdrecht und Jetten, 1998) și Hanovra (Abeling, 1994; Hippen, 1999) merită să fie evidențiate aici.citat. Aceste descoperiri au fost aplicate în Rotterdam de la începutul anului 2006. În Germania, procesele Anammox au fost aplicate începând cu anul 2000 în diferite stații de tratare, totuși încă limitate la tratarea unei părți a efluenților (de exemplu, lichior de nămol). Până în prezent, diverse sisteme sunt disponibile pe piață pentru această aplicație specială. În anii următori, multiplicarea experimentelor în instalații la scară largă va face posibilă demonstrarea în ce măsură sunt îndeplinite cerințele tehnice și economice ale funcționării unei stații de epurare. Aplicarea procesului Anammox la toate apele pre-tratate a făcut până acum obiectul unei singure aplicații în Austria , în cadrul stației de epurare a apelor uzate Strass (Val de Ziller ). Interesul aici constă și în reducerea necesităților de oxigenare și evitarea emisiilor de CO 2 . Provocarea în acest caz este de a reuni condițiile ideale pentru dezvoltarea bacteriilor anammox (cum ar fi temperatura apei tratate, vârsta nămolului etc.).
Nitrificarea / denitrificarea (transformarea treptată a amoniacului în nitriți apoi în nitrați apoi în azot atmosferic prin activitate bacteriologică în stare anoxică ) a fost considerată de mult timp singura sursă de eliberare de azot din aer. Descoperirea oxidării amoniului de către bacteriile anaerobe are, prin urmare, consecințe largi pentru înțelegerea științifică a ciclului azotului. Procesul anammox conferă o nouă dimensiune ciclului azotului din oceane.