I biokjemi , " anammox " er en forkortelse for anaerob oksydasjon av ammonium NH 4 +.(" Year aerobics amm onium ox idation " på engelsk). Det er en viktig mikrobiell metabolsk vei i nitrogensyklusen . Av bakterier som utfører denne prosessen ble identifisert i 1999 og dannet på den tiden en overraskelse for det vitenskapelige samfunnet. Denne typen reaksjon finner sted i mange naturlige miljøer. En ammoniumfjerningsmetode utviklet av Delft University of Technology markedsføres også under navnet anammox .
I den biologiske prosessen, ammonium- kation NH 4 +blir oksydert av nitritt anion NO 2 -For å gi nitrogen N 2. Denne prosessen bidrar med opptil 50% av nitrogenet som produseres i havene. Det er derfor en viktig nitrogensekk som dermed begrenser den primære produksjonen av havene. Den globale reaksjonen er skrevet:
NH 4 ++ NO 2 -→ N 2+ 2 H 2 O.Bakteriene som utfører anammox-prosessen tilhører bakteriefylum Planktomycetes , hvorav de mest kjente slektene er Planctomyces og Pirellula . For tiden er fem generasjoner av anammox-bakterier (foreløpig) definert: Brocadia , Kuenenia , Anammoxoglobus og Jettenia for ferskvannsarter , og Scalindua for marine arter.
Anammox-bakterier er preget av flere bemerkelsesverdige egenskaper.
Anammox-prosessen ble opprinnelig observert ved temperaturer mellom 20 ° C og 43 ° C , men det har blitt observert mer nylig i varme kilder ved temperaturer mellom 36 ° C og 52 ° C og i hydrotermiske ventilasjoner. Lokalisert langs den midtatlantiske ryggen kl. temperaturer mellom 60 ° C og 85 ° C .
Metoden anammox involvert i eliminering av ammonium i avløpsvannet og består av to separate prosesser. Det første trinnet er den delvise nitrifiseringen ( nitrosering ) av halvparten av ammonium til nitritt av bakterier som nitrosomonas :
4 NH 4 ++ 3 O 2→ 2 NH 4 ++ 2 NO 2 -+ 4 H + + 2 H 2 O.Anammox bakterier kan deretter omdanne ammonium NH 4 +og nitritt NO 2 -i nitrogen N 2og ca. 15% NO 3 nitrat - :
NH 4 ++ NO 2 -→ N 2+ 2 H 2 O.Begge prosesser kan finne sted i en enkelt reaktor, hvor de to laug bakterier danner kompakte granuler.
Anammox-prosessen representerer et lovende alternativ til konvensjonelle teknikker for fjerning av nitrogen som brukes i renseanlegg. Det er av denne grunn at flere patenter som bruker egenskapene til anammox-prosessen allerede er arkivert. I motsetning til den mikrobielle floraen som er til stede i de biologiske behandlingstrinnene til et reningsverk, er bakterier fra slekten Brocadia anammoxidans i stand til å dispensere med oksygen og til og med konsumere karbondioksid (klimagass). Den kostbare luftingen av dammer kan derfor reduseres, og dermed reduseres behandlingskostnadene og CO 2 -utslippene med opptil 88%. Utviklingen av nye prosesser er basert på forskning utført på 1990-tallet, med fokus på mikrobiologisk aktivitet under nitrifiserings- / denitrifiseringsprosesser, og spesielt på mekanismene som hindrer tilgjengeligheten av nitrogen. Arbeidet utført 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 å bli belyst her. sitert. Disse funnene har blitt brukt i Rotterdam siden begynnelsen av 2006. I Tyskland har Anammox-prosessene blitt brukt fra år 2000 i forskjellige renseanlegg, men fortsatt begrenset til behandling av deler av avløpet (for eksempel slam). Så langt er forskjellige systemer tilgjengelig i markedet for denne applikasjonen. I årene som kommer vil multiplikasjonen av eksperimenter i fullskala installasjoner gjøre det mulig å demonstrere i hvilken grad de tekniske og økonomiske kravene til drift av et renseanlegg blir betjent. Anammox-prosessen på alt forbehandlet vann har hittil bare vært gjenstand for en enkelt søknad i Østerrike innenfor Strass avløpsrenseanlegg (Val de Ziller ). Interessen her ligger også i reduksjon av oksygeneringsbehov og unngåelse av CO 2 -utslipp . Utfordringen i dette tilfellet er å samle de ideelle forholdene for vekst av anammox-bakterier (som temperaturen på det behandlede vannet, slamens alder osv.).
Nitrifisering / denitrifisering (trinnvis transformasjon av ammoniakk til nitritter, deretter til nitrater, deretter til atmosfærisk nitrogen gjennom bakteriologisk aktivitet i anoksisk tilstand ) har lenge vært ansett som den eneste kilden for nitrogenutslipp fra luft. Oppdagelsen av oksidasjon av ammonium av anaerobe bakterier har derfor store konsekvenser for den vitenskapelige forståelsen av nitrogensyklusen. Anammox-prosessen gir en ny dimensjon til nitrogensyklusen i havene.