I biokemi , " anammox " er en forkortelse for anaerob oxidation af ammonium NH 4 +.( " År aerobic AMM onium okse idation " på engelsk). Det er en vigtig mikrobiel metabolisk vej i nitrogencyklussen . Af bakterier, der udfører denne proces, blev identificeret i 1999 og dannede på det tidspunkt en overraskelse for det videnskabelige samfund. Denne type reaktion finder sted i mange naturlige miljøer. En ammoniumfjernelsesmetode udviklet af Delft University of Technology markedsføres også under navnet anammox .
I den biologiske proces, den ammonium kation NH 4 +oxideres af nitrit anion NO 2 -til opnåelse nitrogen N 2. Denne proces bidrager med op til 50% af kvælstof produceret i havene. Det er derfor en vigtig kvælstofvaske, som således begrænser havenes primære produktion. Den globale reaktion er skrevet:
NH 4 ++ NO 2 -→ N 2+ 2 H 2 O.Bakterierne, der udfører anammox-processen, tilhører den bakterielle phylum Planktomycetes , hvis mest kendte slægter er Planctomyces og Pirellula . I øjeblikket er der defineret (foreløbigt) fem slægter af anammox-bakterier: Brocadia , Kuenenia , Anammoxoglobus og Jettenia for ferskvandsarter og Scalindua for marine arter.
Anammox-bakterier er kendetegnet ved flere bemærkelsesværdige egenskaber.
Anammox-processen blev oprindeligt observeret ved temperaturer mellem 20 ° C og 43 ° C , men den er for nylig blevet observeret i varme kilder ved temperaturer mellem 36 ° C og 52 ° C og i hydrotermiske åbninger. Placeret langs den midatlantiske højderyg ved temperaturer mellem 60 ° C og 85 ° C .
Metoden anammox involveret i eliminering af ammonium i spildevandet og består af to separate processer. Det første trin er den delvise nitrifikation ( nitrosering ) af halvdelen af ammonium til nitrit af bakterier såsom Nitrosomonas :
4 NH 4 ++ 3 O 2→ 2 NH 4 ++ 2 NO 2 -+4 H + + 2 H 2 O.Anammox bakterier kan derefter konvertere ammonium NH 4 +og nitrit NO 2 -i nitrogen N 2og omkring 15% NR 3 nitrat - :
NH 4 ++ NO 2 -→ N 2+ 2 H 2 O.Begge processer kan finde sted i en enkelt reaktor, hvor de to ordener af bakterier danner kompakte granuler.
Anammox-processen repræsenterer et lovende alternativ til konventionelle nitrogenfjernelsesteknikker , der anvendes i rensningsanlæg. Det er af denne grund, at flere patenter, der bruger egenskaberne ved anammox-processen, allerede er indgivet. I modsætning til den mikrobielle flora, der er til stede i et biologisk behandlingstrin, er bakterier af slægten Brocadia anammoxidans i stand til at dispensere med ilt og endda forbruge kuldioxid (drivhusgas). Den dyre beluftning af damme kan derfor reduceres, hvilket reducerer behandlingsomkostningerne og CO 2 -emissionerne med op til 88%. Udviklingen af nye processer er baseret på forskning udført i 1990'erne med fokus på mikrobiologisk aktivitet under nitrifikations- / denitrifikationsprocesser og især på mekanismer, der hindrer tilgængeligheden af kvælstof. Arbejdet i Wien (Nowak und Svardal, 1993; Nowak, 1996), Delft (van Niel et al., 1993; van Loosdrecht und Jetten, 1998) og Hannover (Abeling, 1994; Hippen, 1999) fortjener at blive fremhævet her. citeret. Disse opdagelser er blevet anvendt i Rotterdam siden begyndelsen af 2006. I Tyskland er Anammox-processerne anvendt fra år 2000 i forskellige renseanlæg, dog stadig begrænset til behandling af en del af spildevandene (for eksempel slamvæske). Indtil videre er forskellige systemer tilgængelige på markedet til netop denne applikation. I de kommende år vil multiplikationen af eksperimenter i fuldskalainstallationer gøre det muligt at demonstrere, i hvilket omfang de tekniske og økonomiske krav til driften af et WWTP derved tjenes. Anammox-processen har anvendt på alt forbehandlet vand indtil videre kun været genstand for en enkelt anvendelse i Østrig inden for rensningsanlægget i Strass (Val de Ziller ). Interessen her ligger også i reduktionen af iltningsbehov og undgåelse af CO 2 -emissioner . Udfordringen i dette tilfælde er at samle de ideelle betingelser for vækst af anammox-bakterier (såsom temperaturen på det behandlede vand, slamens alder osv.).
Nitrifikation / denitrifikation (trinvis transformation af ammoniak til nitrit derefter til nitrat og derefter til atmosfærisk nitrogen gennem bakteriologisk aktivitet i anoxisk tilstand ) har længe været betragtet som den eneste kilde til kvælstoffrigivelse fra luft. Opdagelsen af oxidation af ammonium af anaerobe bakterier har derfor brede konsekvenser for den videnskabelige forståelse af nitrogencyklussen. Anammox-processen giver en ny dimension til kvælstofcyklussen i havene.