Aerob denitrifikationsteknologi

Mekanismen for denitrifikation er som følger: Den indledende teori hævder, at opløst oxygens elektronoptagelsesevne forhindrer elektronoverførsel til nitrat eller nitrit og dermed hæmmer denitrifikation. Nylige undersøgelser har imidlertid vist, at bakterielle denitrificerende enzymsystemer og aerobe respirationssystemer eksisterer side om side. Mens nitratnitrogen reduceres, reduceres opløst oxygen også; oxygen er ikke en direkte faktor, der hæmmer denitrificerende enzymaktivitet eller produktion. Mangel på enten nitratnitrogen eller opløst oxygen reducerer bakterievækst og denitrifikationshastigheder.

I 1980'erne, Robertson et al. rapporterede eksistensen af ​​aerobe denitrificerende bakterier og aerobe denitrificerende enzymsystemer og bekræftede eksistensen af ​​*Thiosphaera pantotropha* (nu omdøbt til *Paracoccus denitrifications*). Under vækst er væksthastigheden højere, når O2 og NO3 eksisterer side om side, end når begge er til stede alene. En voksende mængde forskning har påvist eksistensen af ​​aerob denitrifikation i bakterier og identificeret nogle bakterier, der udviser høje denitrifikationshastigheder under aerobe forhold.

① Åndedrætsvej for aerobe denitrificerende bakterier

I den hypotetiske respirationsvej for aerobe denitrificerende bakterier kan både nitratnitrogen og oxygen fungere som endelige elektronacceptorer. Elektroner kan overføres fra substratet med reduceret organisk stof til oxygen og også til nitratnitrogen, nitritnitrogen og lattergas, hvilket reducerer dem tilsvarende.

② Denitrifikationsproces og katalytiske enzymer

Denitrifikationsprocessen for aerobe denitrificerende bakterier involverer fire reduktionstrin: katalyseret af henholdsvis nitratreduktase, nitritreduktase, nitrogenoxidreduktase og dinitrogenoxidreduktase.

Nitratreduktase: Reducerer nitrat til nitrit;

Nitritreduktase: Aerobe denitrificerende bakterier har hovedsageligt to typer nitritreduktase: den ene er cytokrom (Cd), og den anden er et opløseligt kobberholdigt enzym.- Det reducerer nitrit til nitrogenoxid (NO);

Nitrogenoxidreduktase: Reducerer nitrogenoxid til dinitrogenoxid;

Nitrogenoxidreduktase: Dinitrogenoxidreduktasen fra aerobe denitrificerende bakterier er et kobber-holdigt protein placeret i periplasmaet. Under oxygenholdige forhold- er dinitrogenoxidreduktasen i Paracoccus denitrificerende celler aktiv og er i stand til samtidigt at reducere både NO og NO2 gasser til N2.

③ Typer og kilder til aerobe denitrificerende bakterier

Aerobe denitrificerende bakterier findes hovedsageligt i slægter som *Pseudomonas*, *Alcaligenes*, *Paracoccus* og *Bacillus*. De er en type heterotrofe denitrificerende bakterier, der er aerobe eller fakultative aerobe og bruger organisk kulstof som energikilde.

① Principper, der afspejler produktforskelle

Generelt er hovedproduktet af aerob denitrifikation N2O, mens anaerob denitrifikation hovedsageligt producerer N2 og små mængder N2O og NO. Dette afspejler de potentielle forskelle i aktiviteten af ​​denitrificerende enzymsystemer og elektrontransportveje under aerobe og anaerobe forhold, hvilket fører til forskellige slutprodukter.

② Principper for samtidig nitrifikation og denitrifikation

Aerobe denitrifikationsbakterier kan udføre denitrifikation under aerobe forhold, så den kan forekomme samtidig med nitrifikation. Dette bryder igennem den traditionelle forestilling om, at nitrifikation kræver aerobe processer, og denitrifikation kræver anaerobe processer. Dette skyldes sandsynligvis, at aerobe denitrificerende bakterier besidder unikke enzymsystemer og metaboliske veje, hvilket gør dem i stand til effektivt at udføre denitrifikationsreaktioner i aerobe miljøer.

③ Direkte omdannelse af ammoniumnitrogen-princippet

Aerobe denitrificerende bakterier kan direkte omdanne ammoniumnitrogen til gasformige produkter under aerobe forhold. Dette indikerer, at de besidder en unik metabolisk mekanisme, der er i stand til at fuldføre en række omdannelser af ammoniumnitrogen i aerobe miljøer og undgå den komplekse proces med først at gennemgå nitrifikation og derefter denitrifikation.

④ Elektronacceptor og iltforbrugsprincip

I denitrifikationsprocessen af ​​aerobe denitrificerende bakterier kan både nitratnitrogen og oxygen fungere som endelige elektronacceptorer. Mens nitrat-nitrogen fjernes, forbruges der også ilt. Dette viser, at deres respiratoriske elektrontransportkæde fleksibelt kan overføre elektroner til forskellige acceptorer baseret på tilstedeværelsen af ​​nitratnitrogen og oxygen i miljøet, hvilket opnår nitrogenfjernelse og iltforbrug.

Det teoretiske grundlag for aerob denitrifikation er relativt klart, men indtil videre er der ikke observeret nogen praktiske ingeniørmæssige anvendelser, og relateret eksperimentel forskning mangler. Hvis du støder på relevante produkter, kan du prøve dem, men kun betale, hvis de er effektive. Lad dig ikke narre af nogle miljøvirksomheder.

Hvis aerob denitrifikationsteknologi med succes kan implementeres i vandbehandlingsprojekter, vil det være et enormt løft til biologisk behandlingsteknologi i miljøbeskyttelsesindustrien, hvilket gør recirkulation af nitrifikationsvæske unødvendig.