Em bioquímica , " anammox " é uma abreviatura de oxidação anaeróbica de amônio NH 4 +.( " Ano aeróbica AMM ônio boi idation " em Inglês). É uma importante via metabólica microbiana no ciclo do nitrogênio . Das bactérias que realizam esse processo foram identificadas em 1999 e se formaram na época uma surpresa para a comunidade científica. Esse tipo de reação ocorre em muitos ambientes naturais. Um método de remoção de amônio desenvolvido pela Delft University of Technology também é comercializado sob o nome de anammox .
No processo biológico, o cátion amônio NH 4 +é oxidado pelo ânion nitrito NO 2 -para dar nitrogênio N 2. Esse processo contribui com até 50% do nitrogênio produzido nos oceanos. É, portanto, um importante sumidouro de nitrogênio que, portanto, limita a produção primária dos oceanos. A reação global está escrita:
NH 4 ++ NO 2 -→ N 2+ 2 H 2 O.As bactérias que realizam o processo anammox pertencem ao filo bacteriano Planktomycetes , cujos gêneros mais conhecidos são Planctomyces e Pirellula . Atualmente, cinco gêneros de bactérias anammox foram (provisoriamente) definidos: Brocadia , Kuenenia , Anammoxoglobus e Jettenia para espécies de água doce e Scalindua para espécies marinhas.
As bactérias Anammox são caracterizadas por várias propriedades notáveis.
O processo anammox foi inicialmente observado em temperaturas entre 20 ° C e 43 ° C , mas foi observado mais recentemente em fontes termais a temperaturas entre 36 ° C e 52 ° C e em fontes hidrotermais. Localizadas ao longo da dorsal mesoatlântica em temperaturas entre 60 ° C e 85 ° C .
O método anammox envolve a eliminação do amônio nas águas residuais e consiste em dois processos separados. A primeira etapa é a nitrificação parcial ( nitrosação ) de metade da amônia em nitrito por bactérias como as Nitrosomonas :
4 NH 4 ++ 3 O 2→ 2 NH 4 ++ 2 NO 2 -+ 4 H + + 2 H 2 O.A bactéria Anammox pode então converter amônio NH 4 +e nitrito NO 2 -em nitrogênio N 2e cerca de 15% de nitrato de NO 3 - :
NH 4 ++ NO 2 -→ N 2+ 2 H 2 O.Ambos os processos podem ocorrer em um único reator onde as duas guildas de bactérias formam grânulos compactos.
O processo Anammox representa uma alternativa promissora às técnicas convencionais de remoção de nitrogênio usadas em estações de tratamento de águas residuais. É por esta razão que várias patentes usando as propriedades do processo anammox já foram depositadas. Ao contrário da flora microbiana presente nas etapas de tratamento biológico de uma ETAR, as bactérias do gênero Brocadia anammoxidans são capazes de dispensar oxigênio e até consumir dióxido de carbono (gás de efeito estufa). A dispendiosa aeração de lagoas pode, portanto, ser reduzida, reduzindo os custos de tratamento e as emissões de CO 2 em até 88%. O desenvolvimento de novos processos baseia-se em pesquisas realizadas na década de 1990, com foco na atividade microbiológica durante os processos de nitrificação / desnitrificação e, em particular, nos mecanismos que dificultam a disponibilidade de nitrogênio. Os trabalhos realizados em Viena (Nowak und Svardal, 1993; Nowak, 1996), Delft (van Niel et al., 1993; van Loosdrecht und Jetten, 1998) e Hanover (Abeling, 1994; Hippen, 1999) merecem destaque aqui. citado. Essas descobertas vêm sendo aplicadas em Rotterdam desde o início de 2006. Na Alemanha, os processos Anammox são aplicados a partir do ano 2000 em várias estações de tratamento, porém ainda limitados ao tratamento de parte dos efluentes (por exemplo, licor de lamas). Até agora, vários sistemas estão disponíveis no mercado para esta aplicação específica. Nos próximos anos, a multiplicação de experimentos em instalações em grande escala permitirá demonstrar em que medida são atendidos os requisitos técnicos e econômicos de operação de uma ETAR. A aplicação do processo Anammox a todas as águas pré-tratadas até agora só foi objeto de uma única aplicação na Áustria , dentro da estação de tratamento de águas residuais de Strass (Val de Ziller ). O interesse aqui também está na redução das necessidades de oxigenação e na prevenção de emissões de CO 2 . O desafio neste caso é reunir as condições ideais para o crescimento da bactéria anammox (como a temperatura da água tratada, a idade do lodo, etc.).
A nitrificação / desnitrificação (transformação gradual da amônia em nitritos, depois em nitratos e depois em nitrogênio atmosférico por meio da atividade bacteriológica em condições anóxicas ) tem sido considerada a única fonte de liberação de nitrogênio do ar. A descoberta da oxidação do amônio por bactérias anaeróbias, portanto, tem amplas consequências para a compreensão científica do ciclo do nitrogênio. O processo anammox dá uma nova dimensão ao ciclo do nitrogênio nos oceanos.