Технологија аеробне денитрификације

Механизам денитрификације је следећи: Почетна теорија тврди да способност стицања електрона-раствореног кисеоника спречава пренос електрона у нитрат или нитрит, чиме се инхибира денитрификација. Међутим, недавне студије су показале да системи бактеријских денитрификујућих ензима и аеробни системи дисања коегзистирају. Док се нитратни азот смањује, растворени кисеоник се такође смањује; кисеоник није директан фактор који инхибира активност или производњу денитрификујућих ензима. Недостатак нитратног азота или раствореног кисеоника смањује раст бактерија и стопе денитрификације.

Током 1980-их, Робертсон ет ал. пријавио постојање аеробних денитрификујућих бактерија и система аеробних денитрификујућих ензима и потврдио постојање *Тхиоспхаера пантотропха* (сада преименованог у *Парацоццус денитрифицатионс*). Током раста, стопа раста је већа када О2 и НО3 коегзистирају него када је један од њих присутан сам. Све већи број истраживања је показао постојање аеробне денитрификације код бактерија и идентификовао неке бактерије које показују високе стопе денитрификације у аеробним условима.

① Респираторни пут аеробних денитрификујућих бактерија

У хипотетичком респираторном путу аеробних денитрификујућих бактерија, и нитратни азот и кисеоник могу деловати као коначни акцептори електрона. Електрони се могу пренети са супстрата редуковане органске материје на кисеоник, а такође и на нитратни азот, нитритни азот и азот-оксид, смањујући их у складу са тим.

② Процес денитрификације и каталитички ензими

Процес денитрификације аеробних денитрификујућих бактерија укључује четири корака редукције: катализован нитрат редуктазом, нитрит редуктазом, азот оксид редуктазом и азот оксид редуктазом, респективно.

Нитрат редуктаза: редукује нитрате у нитрит;

Нитрит редуктаза: Аеробне денитрификујуће бактерије углавном имају две врсте нитрит редуктазе: једна је цитокром (Цд), а друга је растворљиви ензим који садржи бакар-. Редукује нитрит у азот оксид (НО);

Редуктаза азот-оксида: редукује азот-оксид у азот-оксид;

Редуктаза азот-оксида: Редуктаза азот-оксида аеробних денитрификујућих бактерија је протеин који садржи бакар- и налази се у периплазми. У условима који садрже кисеоник-, редуктаза азот-оксида у денитрификујућим ћелијама Парацоццус-а је активна, способна да истовремено редукује гасове НО и НО2 у Н2.

③ Врсте и извори аеробних денитрификујућих бактерија

Аеробне денитрификујуће бактерије се углавном налазе у родовима као што су *Псеудомонас*, *Алцалигенес*, *Парацоццус* и *Бациллус*. Оне су врста хетеротрофних денитрификујућих бактерија које су аеробне или факултативно аеробне и користе органски угљеник као извор енергије.

① Принципи који одражавају разлике у производима

Генерално, главни производ аеробне денитрификације је Н₂О, док анаеробна денитрификација углавном производи Н₂ и мале количине Н2О и НО. Ово одражава потенцијалне разлике у активности денитрификујућих ензимских система и путева транспорта електрона у аеробним и анаеробним условима, што доводи до различитих коначних производа.

② Принципи симултане нитрификације и денитрификације

Аеробне денитрификујуће бактерије могу да изврше денитрификацију у аеробним условима, омогућавајући јој да се деси истовремено са нитрификацијом. Ово пробија традиционалну идеју да нитрификација захтева аеробне процесе, а денитрификација захтева анаеробне процесе. Ово је вероватно зато што аеробне денитрификационе бактерије поседују јединствене ензимске системе и метаболичке путеве, што им омогућава да ефикасно спроводе реакције денитрификације у аеробном окружењу.

③ Принцип директне конверзије амонијум азота

Аеробне денитрификујуће бактерије могу директно да конвертују амонијум азот у гасовите производе у аеробним условима. Ово указује да они поседују јединствени метаболички механизам који је способан да заврши серију конверзија амонијум азота у аеробном окружењу, избегавајући сложени процес прво подвргавања нитрификацији, а затим денитрификацији.

④ Принцип акцептора електрона и потрошње кисеоника

У процесу денитрификације аеробних денитрификујућих бактерија, и нитратни азот и кисеоник могу деловати као коначни акцептори електрона. Приликом уклањања нитратног азота, кисеоник се такође троши. Ово показује да њихов респираторни ланац транспорта електрона може флексибилно да преноси електроне на различите акцепторе на основу присуства нитратног азота и кисеоника у околини, постижући уклањање азота и потрошњу кисеоника.

Теоријска основа аеробне денитрификације је релативно јасна, али до сада није примећена практична инжењерска примена, а сродна експериментална истраживања недостају. Ако наиђете на релевантне производе, можете их испробати, али платите само ако су ефикасни. Немојте да вас заварају неке еколошке компаније.

Ако се технологија аеробне денитрификације може успешно применити у пројектима пречишћавања воде, то ће бити велики подстицај за технологију биолошког третмана у индустрији заштите животне средине, чинећи рециркулацију течности за нитрификацију непотребном.