Технология за аеробна денитрификация

Механизмът на денитрификацията е следният: Първоначалната теория предполага, че способността на-приемането на електрони на разтворения кислород предотвратява прехвърлянето на електрони към нитрат или нитрит, като по този начин инхибира денитрификацията. Въпреки това, последните проучвания показват, че бактериалните денитрифициращи ензимни системи и аеробните дихателни системи съществуват едновременно. Докато нитратният азот се редуцира, разтвореният кислород също се редуцира; кислородът не е директен фактор, инхибиращ активността или производството на денитрифициращ ензим. Липсата на нитратен азот или разтворен кислород намалява бактериалния растеж и скоростта на денитрификация.

През 80-те години Robertson et al. съобщава за съществуването на аеробни денитрифициращи бактерии и аеробни денитрифициращи ензимни системи и потвърждава съществуването на *Thiosphaera pantotropha* (сега преименувана на *Paracoccus denitrifications*). По време на растеж, скоростта на растеж е по-висока, когато O2 и NO3 съществуват едновременно, отколкото когато всеки присъства самостоятелно. Все повече изследвания демонстрират съществуването на аеробна денитрификация в бактериите и идентифицират някои бактерии, показващи високи нива на денитрификация при аеробни условия.

① Дихателен път на аеробни денитрифициращи бактерии

В хипотетичния респираторен път на аеробни денитрифициращи бактерии както нитратният азот, така и кислородът могат да действат като крайни акцептори на електрони. Електроните могат да се прехвърлят от субстрата с редуцирана органична материя към кислород, а също и към нитратен азот, нитритен азот и азотен оксид, като ги редуцират съответно.

② Процес на денитрификация и каталитични ензими

Процесът на денитрификация на аеробни денитрифициращи бактерии включва четири редукционни стъпки: катализирани съответно от нитрат редуктаза, нитрит редуктаза, редуктаза на азотен оксид и редуктаза на азотен оксид.

Нитрат редуктаза: Редуцира нитратите до нитрити;

Нитрит редуктаза: Аеробните денитрифициращи бактерии имат главно два типа нитрит редуктаза: едната е цитохром (Cd), а другата е разтворим мед-съдържащ ензим. Редуцира нитритите до азотен оксид (NO);

Азотен оксид редуктаза: Редуцира азотния оксид до азотен оксид;

Редуктаза на азотен оксид: Редуктазата на азотен оксид на аеробни денитрифициращи бактерии е протеин,-съдържащ мед, разположен в периплазмата. При условия, съдържащи -кислород, азотният оксид редуктаза в денитрифициращите клетки на Paracoccus е активна, способна едновременно да редуцира както NO, така и NO2 газовете до N2.

③ Видове и източници на аеробни денитрифициращи бактерии

Аеробните денитрифициращи бактерии се срещат главно в родове като *Pseudomonas*, *Alcaligenes*, *Paracoccus* и *Bacillus*. Те са вид хетеротрофни денитрифициращи бактерии, които са аеробни или факултативни аеробни и използват органичен въглерод като източник на енергия.

① Принципи, отразяващи продуктовите разлики

Като цяло основният продукт на аеробната денитрификация е N₂O, докато анаеробната денитрификация произвежда главно N₂ и малки количества N₂O и NO. Това отразява потенциалните разлики в активността на денитрифициращите ензимни системи и пътищата на транспортиране на електрони при аеробни и анаеробни условия, което води до различни крайни продукти.

② Принципи на едновременна нитрификация и денитрификация

Аеробните денитрифициращи бактерии могат да извършват денитрификация при аеробни условия, позволявайки тя да се извършва едновременно с нитрификация. Това нарушава традиционната представа, че нитрификацията изисква аеробни процеси, а денитрификацията изисква анаеробни процеси. Това е вероятно, защото аеробните денитрифициращи бактерии притежават уникални ензимни системи и метаболитни пътища, което им позволява ефективно да извършват реакции на денитрификация в аеробни среди.

③ Директно преобразуване на принципа на амониевия азот

Аеробните денитрифициращи бактерии могат директно да преобразуват амониевия азот в газообразни продукти при аеробни условия. Това показва, че те притежават уникален метаболитен механизъм, способен да завърши серия от превръщания на амониев азот в аеробни среди, избягвайки сложния процес на първо преминаване през нитрификация и след това денитрификация.

④ Електронен акцептор и принцип на консумация на кислород

В процеса на денитрификация на аеробни денитрифициращи бактерии както нитратният азот, така и кислородът могат да действат като крайни акцептори на електрони. При отстраняване на нитратен азот се изразходва и кислород. Това показва, че тяхната респираторна електротранспортна верига може гъвкаво да прехвърля електрони към различни акцептори въз основа на наличието на нитратен азот и кислород в околната среда, постигайки отстраняване на азот и консумация на кислород.

Теоретичната основа на аеробната денитрификация е сравнително ясна, но досега не са наблюдавани практически инженерни приложения и липсват свързани експериментални изследвания. Ако попаднете на подходящи продукти, можете да ги изпробвате, но плащате само ако са ефективни. Не се заблуждавайте от някои екологични компании.

Ако технологията за аеробна денитрификация може да бъде успешно внедрена в проекти за пречистване на вода, това ще бъде огромен тласък към технологията за биологично третиране в индустрията за опазване на околната среда, което прави ненужна рециркулацията на течност за нитрификация.