En bioquímica , " anammox " es una abreviatura de oxidación anaeróbica de amonio NH 4 +.( " Año aeróbicos AMM onio buey idation " en Inglés). Es una vía metabólica microbiana importante en el ciclo del nitrógeno . De las bacterias que realizan este proceso fueron identificadas en 1999 y constituyeron en su momento una sorpresa para la comunidad científica. Este tipo de reacción tiene lugar en muchos entornos naturales. Un método de eliminación de amonio desarrollado por la Universidad Tecnológica de Delft también se comercializa con el nombre de anammox .
En el proceso biológico, el catión amonio NH 4 +es oxidado por el anión nitrito NO 2 -para dar nitrógeno N 2. Este proceso aporta hasta el 50% del nitrógeno producido en los océanos. Por tanto, es un importante sumidero de nitrógeno que limita la producción primaria de los océanos. La reacción global está escrita:
NH 4 ++ NO 2 -→ N 2+ 2 H 2 O.Las bacterias que llevan a cabo el proceso de anammox pertenecen al filo bacteriano Planktomycetes , cuyos géneros más conocidos son Planctomyces y Pirellula . Actualmente, se han definido (provisionalmente) cinco géneros de bacterias anammox: Brocadia , Kuenenia , Anammoxoglobus y Jettenia para especies de agua dulce y Scalindua para especies marinas.
Las bacterias Anammox se caracterizan por varias propiedades notables.
El proceso de anammox se observó inicialmente a temperaturas entre 20 ° C y 43 ° C , pero se ha observado más recientemente en aguas termales a temperaturas entre 36 ° C y 52 ° C y en fuentes hidrotermales ubicadas a lo largo de la cordillera del Atlántico medio en temperaturas entre 60 ° C y 85 ° C .
El método anammox interviene en la eliminación del amonio en las aguas residuales y consta de dos procesos separados. El primer paso es la nitrificación parcial ( nitrosación ) de la mitad del amonio a nitrito por bacterias como Nitrosomonas :
4 NH 4 ++ 3 O 2→ 2 NH 4 ++ 2 NO 2 -+ 4 H + + 2 H 2 O.Las bacterias Anammox pueden convertir amonio NH 4 +y nitrito NO 2 -en nitrógeno N 2y alrededor del 15% de nitrato de NO 3 - :
NH 4 ++ NO 2 -→ N 2+ 2 H 2 O.Ambos procesos pueden tener lugar en un solo reactor donde los dos gremios de bacterias forman gránulos compactos.
El proceso Anammox representa una alternativa prometedora a las técnicas convencionales de eliminación de nitrógeno utilizadas en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Es por este motivo que ya se han presentado varias patentes que utilizan las propiedades del proceso anammox. A diferencia de la flora microbiana presente en las etapas de tratamiento biológico de una EDAR, las bacterias del género Brocadia anammoxidans son capaces de prescindir de oxígeno e incluso consumir dióxido de carbono (gas de efecto invernadero). Por tanto, se puede reducir la costosa aireación de los estanques, reduciendo así los costes de tratamiento y las emisiones de CO 2 hasta en un 88%. El desarrollo de nuevos procesos se basa en investigaciones llevadas a cabo en la década de 1990, centradas en la actividad microbiológica durante los procesos de nitrificación / desnitrificación y, en particular, en los mecanismos que dificultan la disponibilidad de nitrógeno. Destacan los trabajos realizados en Viena (Nowak und Svardal, 1993; Nowak, 1996), Delft (van Niel et al., 1993; van Loosdrecht und Jetten, 1998) y Hannover (Abeling, 1994; Hippen, 1999). aquí citado. Estos descubrimientos se han aplicado en Rotterdam desde principios de 2006. En Alemania, los procesos Anammox se han aplicado desde el año 2000 en varias plantas de tratamiento de aguas residuales, pero todavía limitados al tratamiento de parte de los efluentes (por ejemplo, licor de lodos). . Hasta ahora, hay varios sistemas disponibles en el mercado para esta aplicación en particular. En los próximos años, la multiplicación de experimentos en instalaciones a gran escala permitirá demostrar en qué medida se satisfacen los requisitos técnicos y económicos del funcionamiento de una EDAR. La aplicación del proceso Anammox a toda el agua pretratada hasta ahora solo ha sido objeto de una única aplicación en Austria , dentro de la planta de tratamiento de aguas residuales de Strass (Val de Ziller ). El interés aquí también radica en la reducción de los requisitos de oxigenación y la evitación de emisiones de CO 2 . El desafío en este caso es reunir las condiciones ideales para el crecimiento de la bacteria anammox (como la temperatura del agua tratada, la edad de los lodos, etc.).
La nitrificación / desnitrificación (transformación gradual del amoníaco en nitritos, luego en nitratos y luego en nitrógeno atmosférico a través de la actividad bacteriológica en condiciones anóxicas ) se ha considerado durante mucho tiempo la única fuente de liberación de nitrógeno del aire. El descubrimiento de la oxidación del amonio por bacterias anaeróbicas tiene, por tanto, amplias consecuencias para la comprensión científica del ciclo del nitrógeno. El proceso de anammox da una nueva dimensión al ciclo del nitrógeno en los océanos.