V biochemii , „ anammox “ je zkratka pro anaerobní oxidaci z amonného NH 4 +.(„ Year aerobic amm onium ox idation “ v angličtině). Je to důležitá mikrobiální metabolická cesta v cyklu dusíku . Z bakterií, které provádějí tento proces, byly identifikovány v roce 1999 a byly vytvořeny v té době překvapením pro vědeckou komunitu. Tento typ reakce probíhá v mnoha přírodních prostředích. Metoda odstraňování amoniaku vyvinutá Delft University of Technology se také prodává pod názvem anammox .
V biologickém procesu amonný kationt NH 4 +je oxidován dusitanovým aniontem NO 2 -, čímž se získá dusík N 2. Tento proces přispívá až 50% dusíku produkovaného v oceánech. Jedná se tedy o důležitý propad dusíku, který tak omezuje primární produkci oceánů. Globální reakce je napsána:
NH 4 ++ NO 2 -→ N 2+ 2 H 2 O.Bakterie, které provádějí proces anammoxu, patří do bakteriálního kmene Planktomycetes , jehož nejznámějšími rody jsou Planctomyces a Pirellula . V současné době je (předběžně) definováno pět rodů bakterií anammox: Brocadia , Kuenenia , Anammoxoglobus a Jettenia pro sladkovodní druhy a Scalindua pro mořské druhy.
Bakterie Anammox se vyznačují několika pozoruhodnými vlastnostmi.
Proces anammox byla původně pozorována při teplotách mezi 20 ° C a 43 ° C , ale bylo pozorováno, v poslední době v horkých pramenech při teplotách mezi 36 ° C a 52 ° C a v hydrotermálních průduchů. Nachází podél Středoatlantického hřbetu na teploty mezi 60 ° C a 85 ° C .
Metoda anammox se podílí na eliminaci amonia v odpadní vodě a sestává ze dvou samostatných procesů. Prvním krokem je částečná nitrifikace ( nitrosace ) poloviny amonia na dusitany bakteriemi, jako je Nitrosomonas :
4 NH 4 ++ 3 O 2→ 2 NH 4 ++ 2 NO 2 -+ 4 H + + 2 H 2 O.Anammox bakterie pak mohou převést amonný NH 4 +a dusitany NO 2 -v dusíku N 2a asi 15% dusičnanu NO 3 - :
NH 4 ++ NO 2 -→ N 2+ 2 H 2 O.Oba procesy mohou probíhat v jediném reaktoru, kde dva cechy bakterií tvoří kompaktní granule.
Proces Anammox představuje slibnou alternativu k konvenčním technikám odstraňování dusíku používaných v čistírnách odpadních vod. Z tohoto důvodu již bylo podáno několik patentů využívajících vlastnosti procesu anammox. Na rozdíl od mikrobiální flóry přítomné v biologických krocích ČOV jsou bakterie rodu Brocadia anammoxidans schopny se obejít bez kyslíku a dokonce konzumovat oxid uhličitý (skleníkový plyn). Lze proto snížit nákladné provzdušňování rybníků, čímž se sníží náklady na úpravu a emise CO 2 až o 88%. Vývoj nových procesů je založen na výzkumu prováděném v 90. letech se zaměřením na mikrobiologickou aktivitu během nitrifikačních / denitrifikačních procesů, a zejména na mechanismy bránící dostupnosti dusíku. Je třeba zdůraznit práce provedené ve Vídni (Nowak und Svardal, 1993; Nowak, 1996), Delft (van Niel et al., 1993; van Loosdrecht und Jetten, 1998) a Hanover (Abeling, 1994; Hippen, 1999). zde. citováno. Tyto objevy se v Rotterdamu uplatňují od začátku roku 2006. V Německu se procesy Anammox používají od roku 2000 v různých čistírnách, avšak stále jsou omezeny na zpracování části odpadních vod (například kalového výluhu). Zatím jsou na trhu k dispozici různé systémy pro tuto konkrétní aplikaci. V následujících letech znásobení experimentů v rozsáhlých zařízeních umožní prokázat, do jaké míry jsou tím splněny technické a ekonomické požadavky na provoz ČOV. Aplikace procesu Anammox na veškerou předčištěnou vodu byla dosud v Rakousku předmětem jediné aplikace v čistírně odpadních vod Strass (Val de Ziller ). Zájem zde spočívá také ve snížení požadavků na okysličení a zabránění emisím CO 2 . Úkolem v tomto případě je dát dohromady ideální podmínky pro růst bakterií anammox (jako je teplota upravené vody, stáří kalu atd.).
Nitrifikace / denitrifikace (postupná přeměna amoniaku na dusitany, poté na dusičnany a poté na atmosférický dusík bakteriologickou aktivitou v anoxickém stavu ) byla dlouho považována za jediný zdroj uvolňování dusíku ze vzduchu. Objev oxidace amoniaku anaerobními bakteriemi má proto široké důsledky pro vědecké poznání cyklu dusíku. Proces anammoxu dává nový rozměr cyklu dusíku v oceánech.