1. Wymień rodzaje ścieków, omów ścieki przemysłowe ich podział ze względu na zawartość zanieczyszczeń

1. Bytowo gospodarcze /

2. Miejskie

3.Radioaktywne (skażenie radioaktywne) / promieniotwórcze

4. Przemysłowe

5. O charakterze mineralnym

6. Organiczno-mineralne

7. Rafineryjno-petrochemiczne

8. Rolnicze

9. Opadowe

4. Przemysłowe :DD

• organiczne

• nieorganiczne

• mieszane

1. Mleczarskie

• BZT₅ na poziomie 200-6000 mg O₂/l

1. Mięsne

• części mięsa, krew, tłuszcz

• duże zużycie wody (15% w całym przemyśle spożywczym)

• obecne chlorki, siarczany, fosforany, azotany

• detergenty

• białka do 3000mg/l

• tłuszcz 2,5g/l

• Bakterie chorobotwórcze z przewodu pokarmowego (jaja robaków, pasożyty)

c) Cukiernicze

• duże ilości zawiesin - miazga, ziemia, piasek, resztki buraków

• sacharoza i produkty jej rozkładu, pektyny, białka i inne substancje azotowe, pentozy, sole K, Mg, P, clorki

d) Drożdżowe

• ścieki kwaśne, brunatne, niewykorzystane zw. melasy, produkty przemian metabolicznych drożdży, duże ilości zw. koloidalnych białek, zw. siarki, a to powoduje brzydki zapach

e) Owocowo-warzywne

• cząstki owoców i warzyw, soki

• cukry, białka, zmiana zawartości zw. mineralnych

• ubogie w azot i fosfor (szybko zagniwają) - owoce, warzywa natomiast zawierają dużo zw. N, K, P

f) Piwowarskie, słodycze

• skład zależy od produktów i półproduktów

• dużo N, P, K - nie zagniwają

g) Spirytusowe

• zawierają kwasy organiczne - octowy, winowy, masłowy, bursztynowy, jabłkowy

• kw. nikotynowy, foliowy, ryboflawina

h) Ziemniaczany

i) Tłuszczowy

• podstawowy surowiec - rzepak

silne obciążenie: tłuszcze, kwasy organiczne, aldehydy, emulsje, zawiesiny

2. Wymień i omów wady i zalety naturalnych metod oczyszczania ścieków.

Zalety:

1. selektywne usuwanie siarki przez mikroorganizmy

1. kwasolubne bakterie siarkowe nie naruszają struktury węgla

2. nie następuje ubytek masy węglowej ani zmiana wartości kalorycznej węgla

2. zmniejszenie zawartości popiołu w węglu

3. zmniejszenie zawartości metali

4. możliwość wykorzystywania odpadowych kwasowych roztworów

Wady:

1. mała szybkość procesu

2. konieczność rozdrabniania węgla do ziaren o średnicy < 100 um

3. niemożność równoczesnego usuwania siarki pirytowej i organicznej

4. powstanie kwaśnych odpadów

5. konieczność odwadniania węgla i sedymentacji

6. wzrost temperatury w reaktorze - konieczne chłodzenie

3. Denitryfikacja i jej znaczenie w procesie beztlenowego oczyszczania ścieków

Denitryfikacja - typ oddychania beztlenowego niektórych gatunków mikroorganizmów, , w których azotany lub azotyny są ostatecznym akceptorem elektronów (zamiast tlenu)

Przebieg redukcji

NO₃ NO₂ NO N₂O N₂

Bakterie denitryfikacyjne w biotechnologii są stosowane:

1. jako I-szy stopień usuwania N-NO₃ i/lub N-NO₂ ze ścieków nieorganicznych (głównie z przemysłu octowego)

ścieki + C źródło węgla NO₃ NO₂ N₂ (ulatnia się) odpływ

2. jako II-i stopień oczyszczania ścieków zawierających NH₄⁺ + NO₃^-

3. jako II-i stopień oczyszczania - ścieki komunalne i wewnętrzne źródło węgla

4. denitryfikacja symultaniczna - stosowana wtedy, gdy parametry techniczne umożliwiają jednoczesny przebieg nitryfikacji i denitryfikacji

Denitryfikacja stosowana jest do:

1. usuwania utlenionych form azotu ze ścieków (wydajność zależy od stosowanego źródła węgla)

2. oczyszczania ścieków organicznych (jednak w większości ścieków organicznych brakuje dostatecznie dużych stężeń azotanów i azotynów)

3. oczyszczania ścieków zanieczyszczonych węglowodorami (np. ścieków przemysłu petrochemicznego pod warunkiem dostarczania zewnętrznych akceptorów elektronów)

1. Wymień znane Ci metody bioremediacji gleby, podaj definicje.

Bioremediacja (odzysk) podsumowanie

1. jest zespołem zabiegów stymulacyjnych charakterystyczne dla określonego środowiska mikroorganizmów do usuwania chemicznych zanieczyszczeń z gleby i wód gruntowych (stają się coraz bardziej popularne)

b) jest stosowane w miejscu skażenia (in situ) i poza nim (ex situ)

1. Techniczne (np. spalanie)

2. Biologiczne

1. naturalna biodegradacja

1. hodowla roślin

2. wykorzystywanie mikroflory bakteryjnej

3. agrotechniczne

2. zastosowanie mobilizacyjnych bakterii

1. in situ (w miejscu)

2. ex situ (po wydobyciu)

• on site (na miejscu)

• of site (po wywiezieniu)

5.Wymień wstępne metody oczyszczania ścieków (mechaniczne i fizykochemiczne). Omów oczyszczanie ścieków cyjankowych z galwanizerni.

1. Metody fizyczne

1. cedzenie - kraty, sita - służą do zatrzymywania ciał stałych znajdujących się w ściekach (kraty rzadkie o prześwicie 40-1000mm, średnio gęste 12-40mm, gęste 5-12mm)

2. sedymentacja - piaskowniki, osadniki

• Piaskowniki - za kratami, jeśli ścieki niosą piasek (wyciera on pompy i przewody a przy szybkości przepływu mniejszej niż 0,3 m/sek, może tworzyć zbite złogi, utrudniające przepływanie ścieków)

• Osadniki - usuwają dużą ilość łatwo opadających substancji, szybkość przepływy ścieków zmniejsza się tak, by prąd nie mógł unieść zawiesin

• Typy

• o przepływie pionowym

• o przepływie poziomym

• o promienistym dopływie ścieków

• czas sedymentacji = około 2 godziny

• wielkość osadnika określa się na podstawie prędkości sedymentacji

• flotacja - tłuszczowniki

• działenie wydzielanie na powierzchni ścieków stałych lub ciekłych tłuszczów; możliwe jest to dzięki zmniejszeniu prędkości przepływu ścieków tak aby szybkość unoszenia się ku górze najmniejszych cząstek tłuszczu przekraczała szybkość przepływu ścieków przez tłuszczownik

4. filtracja - odwłókniacze

• w niektórych rodzajach ścieków są duże ilości włókien stanowiących przeszkodę przy oczyszczaniu ścieków

• szczególna forma sita bębnowego; najczęściej stosowane są w cukrowniach, celulozowniach

• mieszalniki - stosowane są gdy ścieki oczyszczane są w procesie koagulacji lub zobojętniania

2. Metody fizykochemiczne

1. neutralizacja (muszą mieć pH 6,5-8,5 aby je oczyścić)

2. wytrącanie

3. redukcja

4. utlenianie

5. filtrowanie

6. ekstrakcja

7. sorpcja

8. koagulacja

9. odgazowanie

10. wymieniacze jonowe

11. chlorowanie i ozonowanie

Ścieki cyjankowe, czyli te najgroźniejsze, można na przykład usuwać metodą konwencjonalną, chemiczną. Polega ona na obróbce rozcieńczonych ścieków cyjankowych. Przeprowadza się ją przy użyciu chloranu(I) sodu NaOCl, chloru gazowego Cl2 lub wapna chlorowanego Ca(OCl)2. Reakcja utleniania ma złożony charakter. Początkowo tworzy się chlorocyjan, który następnie hydrolizuje. Powstający w reakcji lotny i słabo rozpuszczalny w wodzie chlorocyjan może w odpowiednich warunkach ulegać hydrolizie do cyjanianu. Chlorocyjan jest gazem silnie trującym. Proces chlorowania ścieków cyjanowych należy przeprowadzać więc w warunkach pozwalających na przeprowadzenie szybkiej, nie stwarzającej niebezpieczeństwa, reakcji

1. Rodzaje zanieczyszczeń powietrza

• pyłowe - cząstki stałe o wymiarach od setnych części milimetra (0,01mm) do kilku milimetrów - naturalne lub antropogeniczne

• gazowe - CO₂, CO, NO_x, SO, HF, H₂S, węglowodory, substancje radioaktywne - ciężkie do przeciwdziałania bo przez awarię

• aerozolowe - smog kwaśny (przy dużym nasyceniu powietrza tlenkami siarki SO₂ i dużym nasłonecznieniu SO₂ zostaje utleniony doSO₃ a ten reagując z wodą tworzy aerozole kw. Siarkowego)

• naturalne - wybuchy wulkanów (tlenki siarki, węgla, siarkowodór oraz tlenki azotu, SO_x, CO, H₂S, NO, CH₄

• biologiczne - wirusy, bakterie, zarodniki grzybów, pyłki roślin - aerozol biologiczny (faza dyspersyjna to para wodna i ślina)

2. Osady czynne. Rola pierwotniaków. Kłaki osadu - tworzenie

Powstawanie kłaczków osadu czynnego

• ładunki elektr. Na powierzchni bakterii i cząstek zawartych w ściekach

• śluzowate otoczki bakterii

• kwas poli B hydroksymasłowy i tworzenie się jego poliestrowych połączeń

• stosunek Ci N > 10 :1 fluktuacja

• C : N < 5:1 - brak fluktuacji

Kłaczek

• 80% substancja organiczna

• 20 % to jądro mineralne

skład kłaczków:

• Sphaertilus natans; Leptothrix--. Nitkowate- często rozwijają się w osadzie czynnym, lepkie kłaczki

• Bakterie heterotroficzne

• Pseudomonas

• Enterobacter

• Vibrio

• Flavobacterium

Pierwotniaki w osadzie czynnym

• korzenionóżki- młody osad

• wiciowce

• orzęski, wolnopływające, pełzające i osiadłe

Funkcje pierwotniaków w osadzie

• zmniejszanie ilości bakterii nie związanych w kłaczki oraz materii org.

• Koagulacja subst. Org.

• Mieszanie, natlenianie ścieków

Warunki jakie musi spełniać odpad, żeby mógł być kompostowany. Podaj definicję kompostowania (?) i OPISZ METODĘ.

Kompostowanie

• częściowy rozkład subst. Organicznych w warunkach tlenowych pod wpływem mikroorganizmów do prostych połączeń i stosunkowo stabilnej pozostałości, składającej się z trudno rozkładalnych w warunkach glebowych resztek roślinnych , zwierzęcych i biomasy mikroorg., określanej mianem próchnicy- kompostu wartościowego, nawozu organicznego

• kompostowanie- w pryzmach- trójkątnej, trapezowej, ma strefę beztlenową

• kompost - ziemia, próchnica o dużej zawartości subst. Org. Wyprodukowana z masy roślinnej, miejsckich odpadów...

• główny składnik to zw. Humusowe - powstają kwasy huminowy, wskutek mineralizacji a potem humifikacji

• ze związków fenolowych; produkcji i degradacji białek ligniny, celulozy,...

Czynniki oddziałujące na kompostowanie

• skład odpadów i ilosc subst org. >30% rozdrobnienie odpadów do optymalnej wielkości

• wartość pH 6-7

• temp opt. 50-60 C

• zapotrzebowanie na tlen 2 g O2/g s.m.

• stosunek C:N

• ilość wody

• dostęp powietrza- porowatość

Fazy kompostowania

Faza I - bardzo intensywny rozkład subst. Org., wzrost temp. Do 60-75 C, giną bakterie chorobotwórcze i nasiona chwastów- chigrenizacja

Faza II - intensywny malejący w czasie rozkład subst. Org. I sukcesywny spadek temp. Do 40 -30 C

Faza III- spowolnienie rozkładu subst. Org. I sukcesywny spadek temp. Masy kompostowej o temp. Otoczenia

- pierw mineralizacja potem humifikacja

Tworzy się kompost

3. Biodesulforyzacja. Metoda i do czego wykorzystywana

Proces biodesulforyzacji (BDS), w którym do usuwania siarki używane są mikroorganizmy: siarka z tiofenu może stanowić dla nich źródło siarki; następuje enzymatyczne rozerwanie wiązania C-S bez jednoczesnego rozerwania wiązania C-C w ropie naftowej.

Bakterie beztlenowe:

1. Desulfonbro desulfuricans M6

• do usuwania SO₄^2- z ropy

• posiada zdolność do desulfuryzacji ropy kuwejckiej

• zawartość siarki zmniejsza się o 21%

• enzymy zdolne do przerwania wiązania C-S

• zdolność do wykorzystywania DBT jako jedynego źródła siarki

5.Koksownie. Wstępne metody oczyszczania ścieków. Metody mechaniczne i fizykochemiczne

Oczyszczanie biologiczne w przypadku Zakładów Koksowniczych przebiega w warunkach tlenowych, niedotlenionych, beztlenowych i polega na wykorzystaniu procesów jednostkowych, takich jak:

• denitryfikacja- etap podczas którego mikroorganizmy wykorzystują azotany i azotyny w ściekach jako źródło tlenu,

• biodegradacja,

• nitryfikacja stwarzająca warunki do utleniania i rozkładania cyjanków i siarczków.

Co to są makrofity i jak wykorzystywane są do oczyszczania ścieków. Omów oczyszczalnie roślinne

. Makrofity - działanie:

• biosorpcja - usuwanie zawiesin

• biokumulacja - usuwanie zawiesin (np. metali ciężkich)

• immobilizacja - w systemie korzeniowym stwierdzono dobre warunki wzrostu

Makrofity mogą być wykorzystywane do oczyszczania różnych ścieków np. komunalnych, spożywczych, rafineryjnych, z metalami ciężkimi.

. Do usunięcia zanieczyszczeń stosuje się celowo zbudowane obiekty symulujące pracę ekosystemów bagiennych; są to oczyszczalnie (bagienne, hydrobotaniczne, trzcinowe)

. Działanie:

• sedymentacja, filtracja, sorpcja zanieczyszczeń

• rozkład materiałów organicznych

• mikrobiologiczne przemiany związków

• sorpcja i wytrącanie fosforu

• wchłanianie związków biogennych i metali ciężkich

• spulchnianie podłoża

• pobór znacznej ilości wody, zwiększa parowanie i zmniejsza ilość ścieków

Mikrobiologiczne procesy beztlenowe

Procesy oczyszczania:

1. metanogeneza

2. denitryfikacja

3. redukcja siarczanów

4. annamox

metanogeneza

1. organiczne ścieki przemysłowe (spożywcze, papiernicze, mleczarskie, cukiernicze)

2. osadów ścieków

3. ścieków zawierających zw. fenolu i ropopochodne

4. odpady org. - komunalne, rolnicze, przemysłowe

Mikroorganizmy denitryfikacyjne to fakultatywne beztlenowce zdolne do tak zwanego oddychania „azotanowego”

• w warunkach beztlenowych jako akceptor e^- wykorzystują NO₃^- i/lub NO₂^-

• w warunkach tlenowych akceptorem jest O₂

• dwa produkty pośrednie powstałe w czasie redukcji azotanów - azotyny oraz tlenek azotu - działają toksycznie na mikroorganizmy zasiedlające środowisko

Denitryfikacja - typ oddychania beztlenowego niektórych gatunków mikroorganizmów, , w których azotany lub azotyny są ostatecznym akceptorem elektronów (zamiast tlenu)

Przebieg redukcji

NO₃ NO₂ NO N₂O N₂

Bakterie redukujące siarczany występujące wszędzie tam gdzie panują warunki beztlenowe, oraz dostępne są substraty organiczne i siarczany.

Bakterie redukujące siarczany są obligatoryjnymi beztlenowcami wykorzystującymi:

• siarczany

• tiosiarczany

• siarczyny

Przez lata uważano, że utlenianie amoniaku może zachodzić jedynie w warunkach tlenowych. 10 lat temu odkryto w beztlenowym bioreaktorze, utlenianie amoniaku przy udziale azotynów do azotu cząsteczkowego. Obecnie reakcja ta jest stosowana do:

• oczyszczania ścieków

• redukuje do 70% udziału N w oceanach

Azot w cyklu obiegu występuje na wszystkich stopniach utlenienia.

Jest to reakcja NH₄⁺ + NO₂^- N₂ + 2H₂O w której azotany są akceptorem elektronów a amoniak jego donorem. Jest ona pod względem energetycznym znacznie bardziej korzystna niż normalna nitryfikacja.

Mechanizm:

Akceptorem elektronów są azotyny redukowane następnie do hydroksyloaminy, która z kolei reaguje z donorem e^- (amoniakiem), w wyniku czego powstaje N₂.

Energię potrzebną do wzrostu uzyskują na drodze utleniania związków organicznych (kwasy organiczne - np.. mlekowy, pirogronianowy, mrówkowy, octowy; alkohole - np. etanol)

SO₄^2- + materia organiczna = HS^- + H₂S + HCO₃^-

1. Omów biologiczne metody uzdatniania wody

Usuwanie zanieczyszczeń:

1. Proces oczyszczania wód

• mikroorganizmy biorą udział, największą ilość spotyka się w wodach zaskórnych na głębokości 0,3-2 m)

• Zasadniczy etap usuwania - odbywa się w strefie aeracji

• organizmy tlenowe mineralizują zanieczyszczenia organiczne

• z wody infiltracyjnej usuwane są mikroorganizmy na drodze:

• filtracji

• w powierzchniowej warstwie gruntu (2-6 mm) powstaje filtr biologiczny

• w głębszych warstwach (10-50 mm) wykształca się strefa, w której zachodzi dodatkowe zatrzymanie bakterii

• adsorpcji - która zależy od

• składu gruntu

• zawartości związków organicznych

• rodzaju kationów

• mikroorganizmów (morfologia itd.)

Mechaniczne i fizykochemiczne metody oczyszczania ścieków. Chromowe z galwanizerni.

Redukcja - na drodze chemicznej - dotyczy związków na wysokim stopniu utlenienia, które są szkodliwe (np. chrom na 6 stopniu utlenienia redukowany do 3⁺)

Denitryfikacja do chromu?

. Wymień rodzaje zanieczyszczeń powietrza i opisz metody oczyszczania powietrza. 

Biologiczne oczyszczanie gazów:

1. Biofiltry

• naturalny nośnik mikroorganizmów

• kompost

• torf

• chrust

• inne

• sztuczny nośnik mikroorganizmów

• tworzywa sztuczne

• materie ceramiczne

• Płuczki biologiczne

• osad czynny - w wydzielonych urządzeniach lub komorze napowietrzania oczyszczalni ścieków

• złoże biologiczne - w wydzielonych urządzeniach

Oczyszczanie powietrza - biofiltr

• na drodze zanieczyszczonego powietrza stawia się biofiltr i gaz przez niego przepływający jest adsorbowany na filtrze, a mikroorganizmy rozkładają zanieczyszczenia

• nośnik jest bardzo ważny dla mikroorganizmów (musi być odpowiednia granulacja, wilgotność (minus naturalnego nośnika= musi być wciąż zwilżany, minus sztucznego= opóźnienie w czasie ze względu na czas w którym mikroorganizmy zostaną namnożone)

Płuczka biologiczna

• zanieczyszczenia gazowe adsorbowane są w płuczce, później płuczka traktowana jest jako ściek i podlega oczyszczeniu

3. Co to jest BDS i HDS? 

Proces biodesulforyzacji (BDS), w którym do usuwania siarki używane są mikroorganizmy: siarka z tiofenu może stanowić dla nich źródło siarki; następuje enzymatyczne rozerwanie wiązania C-S bez jednoczesnego rozerwania wiązania C-C w ropie naftowej.

4. HDS Biodesulfuryzacja - proces usuwania z węgla siarki zarówno organicznej jak i nieorganicznej.

5. 1. Co to jest biofilm, jakie warunki, jakie typy, jaka wydajność i od czego

Biofilm - kooperatywa, konsorcjum populacji bakterii, które żyją w grupach, są nieodwracalnie związane z powierzchnią (abiotyczne, nieabiotyczne) lub innymi substratami. Bakterie tworzą wielowarstwowe zespoły - tzw. Biofilny. Elementem strukturalnym utrzymującym poszczególne komórki razem są polisacharydy.

Etapy tworzenia biofilmu:

1. Adhezja pływających komórek planktonowych do powierzchni - przyczepianie się za pomocą fimbrii lub wielocukrów. Zależy od:

• fazy wzrostu bakterii

• ładunku powierzchni bakterii

• hydrofobowość lub hydrofilowość

• wydzielania zewnątrzkomórkowego bakterii

• obecności adhezji

• rodzaju powierzchni

• czynników środowiskowych

• Tworzenie mikrokoloni

• mikrokolonie powstają nie tylko w wyniku statycznego podziału komórek, ale również na skutek migracji pojedynczych bakterii po powierzchni (za pomocą fimbrii)

• na strukturę biofilmu wpływają również takie czynniki jak właściwości powierzchni itd.

• rozwój mikrokoloni wewnątrz dojrzewającego biofilmu jest często związany z produkcją substancji zewnątrz komórkowej

• mikrokolonie mogą składać się z 1 gat. lub wielu, zależy od parametrów środowiskowych

3. Różnicowanie mikrokoloni w dojrzały biofilm

• mikrokolonie otoczone matrix tworzą dojrzały biofilm

• w czasie różnicowania się osiadłych populacji bakterii w wysoce zorganizowaną strukturę biofilmu

• komórki zaczynają syntetyzować nowe białka

4. Dyspersje

• kiedy biofilm osiąga odpowiednią masę i osiąga równowagę, zewnętrzne warstwy komórek przekształcają się w formy planktonowe, które swobodnie mogą opuszczać biofilm i kolonizować inne powierzchnie

• skoordynowane działanie drobnoustrojów jest możliwe dzięki wykorzystaniu systemu „quorum sensing” - pozwala on komórkom wyczuwać swoją gęstość w określonej niszy ekologicznej

• komunikują się także za pomocą cząstek sygnałowych (sensorów)

o wydajności brak.

2. Ścieki z zawartością siarki i metalami ciężkimi, zaproponuj jak je oczyścić. 

Redukcja siarczanów

Bakterie redukujące siarczany występujące wszędzie tam gdzie panują warunki beztlenowe, oraz dostępne są substraty organiczne i siarczany.

Bakterie redukujące siarczany są obligatoryjnymi beztlenowcami wykorzystującymi:

• siarczany

• tiosiarczany

• siarczyny

Energię potrzebną do wzrostu uzyskują na drodze utleniania związków organicznych (kwasy organiczne - np.. mlekowy, pirogronianowy, mrówkowy, octowy; alkohole - np. etanol)

SO₄^2- + materia organiczna = HS^- + H₂S + HCO₃^-

Bakterie redukujące siarczany umożliwiające:

1. usunięcie ze ścieków siarczanów poprzez przeprowadzenie ich do siarkowodoru i/lub siarczków

SO₄^2- + mat. Org. = HS + H₂O + HCO₃^-

2. usunięcie toksycznych stężeń metali ciężkich

H₂S + Me²⁺ = Mes| + 2H⁺

3. zmniejszenie stopnia zakwaszenia ścieków (o około 3-4 jednostki)

4. usunięcie związków organicznych

Czym rożni sie gleba zdewastowana od gleby zdegradowanej i jakie sa sposoby rekultywacji gleby zdegradowanej. 


1. zdewastowane - całkowicie utraciły wartości użytkowe

2. zdegradowane - okresowe zachwianie równowagi biologicznej, osłabienie lub zachwianie homeostazy, w wyniku działania czynników: biologicznych, chemicznych, fizycznych

1. Techniczne (np. spalanie)

2. Biologiczne

3. naturalna biodegradacja

4. hodowla roślin

5. wykorzystywanie mikroflory bakteryjnej

6. agrotechniczne

4. zastosowanie mobilizacyjnych bakterii

1. in situ (w miejscu)

2. ex situ (po wydobyciu)

• on site (na miejscu)

• of site (po wywiezieniu)

4. Galwanizernie - oczyszczanie ścieków cyjankowych i chromowych 

Bakterie redukujące siarczany, denitryfikacja?? + to co przy cyjankach

Anamox

reakcja ta jest stosowana do:

• oczyszczania ścieków

• redukuje do 70% udziału N w oceanach

Azot w cyklu obiegu występuje na wszystkich stopniach utlenienia.

Jest to reakcja NH₄⁺ + NO₂^- N₂ + 2H₂O w której azotany są akceptorem elektronów a amoniak jego donorem. Jest ona pod względem energetycznym znacznie bardziej korzystna niż normalna nitryfikacja.

Mechanizm:

Akceptorem elektronów są azotyny redukowane następnie do hydroksyloaminy, która z kolei reaguje z donorem e^- (amoniakiem), w wyniku czego powstaje N₂.

Reakcja anammox - cechy:

• w temperaturze 6-43^oC

• w pH 6,7-8,3 (optimum pH=8)

• z szybkością 55 umoli NH₄⁺/g białka/min

• bakterie cechuje wysokie powinowactwo do substratów (amonu i azotynów)

• obecność amoniaku (100mM) i azotanów nie inhibuje reakcji

• obecność azotynów (20mM) w hamuje przebieg reakcji

• reakcja mocniej hamuje tlen w stężeniu 0,5% - przy stężeniu 0,5% rozwija się mieszany zespół bakterii tlenowych i beztlenowych taka hodowla przekształca amon bezpośrednio do N₂ a azotyny są zw. pośrednimi

Mieszane zespoły bakterii tlenowych i beztlenowych (metoda Canon), są wykorzystywane do oczyszczania ścieków

Typ Planctomycetes - cechy:

• z amoniaku i azotynów wytwarzają N₂, H₂O, NH₄⁺

• z beztlenowego utleniania amoniaku uzyskują energię

• wiążą CO₂ - nieznany mechanizm

• w większości są to organizmy tlenowe i chemoorganotroficzne

Dzieli je od innych bakterii duża odległość ewolucyjna, bakterie te mają wspólnego przodka, ale różnią się znacznie między sobą.

Bakterie anammox (należące do typu Planctomycetes)

• są beztlenowymi, chemolitoautotrofami

• nie zawierają w ścianie komórkowej peptoglikanu

• dzielą się przez pączkowanie, mają zróżnicowaną cytoplazmę, która pełni różne funkcje

• posiadają charakterystyczne drabinkowate lipidy

• mają niski wzrost populacji, bardzo długi czas podwojenia biomasy - 10,6 dni (tlenowe nitryfikacyjne - 0,76 dnia)

• mają oksydoreduktazę hydroksyloaminy - enzym zlokalizowany w anammoksysomie

Znane są 3 rodzaje bakterii annamox:

• Brocardia - ze ścieków

• Kuenenia - ze ścieków

• Scalindua - z Morza Czarnego

Anammox:

• energia swobodna nitryfikacji t 275 kJ/mol a reakcji anammox to 357 kJ/mol

• plan biomasy jest niski i podobnie jak w nitryfikacji wynosi około 0,07mola/mol e

• właściwa szybkość wzrostu bakterii anammox jest niska - okolo10x mniejsz niż wzrostu bakterii nitryfikacyjnych

• czas podwojenia biomasy bakterii anammox wynosi około 2-3 tygodni, dlatego wykorzystywanie tego procesu do oczyszczania ścieków wymaga zastosowania bioreaktorów z bardzo wydajnym i intensywnym zawracaniem biomasy - SEQUENCING BATH REACTOR

• w beztlenowych bioreaktorach i błonach biologicznych przeżywają również bakterie nitryfikacyjne - N. europea

• jak wykazazo tlenowe N. europea w warunkach limitacji tlenem jest zdolna do denitryfikacji NO₂ N₂

• u N. europea proces usuwana azotynów jest 50x wydajniejszy niż u Brocardia oraz 200x wydajniejszy niź w nitryfikacji

• obecność N. europea w zespole bakterii sprzyja usuwanu resztek tlenu

---