Aerob denitrifieringsteknik

Mekanismen för denitrifiering är följande: Den initiala teorin hävdar att elektron-förmågan hos löst syre förhindrar elektronöverföring till nitrat eller nitrit, vilket hämmar denitrifikation. Nya studier har dock visat att bakteriella denitrifierande enzymsystem och aeroba andningssystem samexisterar. Medan nitratkväve reduceras, reduceras också löst syre; syre är inte en direkt faktor som hämmar denitrifierande enzymaktivitet eller produktion. Brist på antingen nitratkväve eller löst syre minskar bakterietillväxt och denitrifieringshastigheter.

På 1980-talet, Robertson et al. rapporterade förekomsten av aeroba denitrifierande bakterier och aeroba denitrifierande enzymsystem, och bekräftade förekomsten av *Thiosphaera pantotropha* (nu omdöpt till *Paracoccus denitrifications*). Under tillväxten är tillväxthastigheten högre när O2 och NO3 samexisterar än när båda är närvarande ensamma. En växande mängd forskning har visat förekomsten av aerob denitrifiering i bakterier och identifierat några bakterier som uppvisar höga denitrifieringshastigheter under aeroba förhållanden.

① Andningsväg för aeroba denitrifierande bakterier

I den hypotetiska andningsvägen för aeroba denitrifierande bakterier kan både nitratkväve och syre fungera som slutliga elektronacceptorer. Elektroner kan överföras från det reducerade organiska materialets substrat till syre, och även till nitratkväve, nitritkväve och dikväveoxid, vilket reducerar dem i enlighet därmed.

② Denitrifieringsprocess och katalytiska enzymer

Denitrifieringsprocessen för aeroba denitrifierande bakterier innefattar fyra reduktionssteg: katalyserad av nitratreduktas, nitritreduktas, kväveoxidreduktas respektive dikväveoxidreduktas.

Nitratreduktas: Reducerar nitrat till nitrit;

Nitritreduktas: Aeroba denitrifierande bakterier har huvudsakligen två typer av nitritreduktas: den ena är cytokrom (Cd) och den andra är ett lösligt kopparinnehållande enzym.- Det reducerar nitrit till kväveoxid (NO);

Kväveoxidreduktas: Reducerar kväveoxid till dikväveoxid;

Kväveoxidreduktas: Kväveoxidreduktaset från aeroba denitrifierande bakterier är ett koppar-innehållande protein som finns i periplasman. Under syrehaltiga-förhållanden är dikväveoxidreduktaset i Paracoccus denitrifierande celler aktivt och kan samtidigt reducera både NO- och NO2-gaser till N2.

③ Typer och källor till aeroba denitrifierande bakterier

Aeroba denitrifierande bakterier finns främst i släkten som *Pseudomonas*, *Alcaligenes*, *Paracoccus* och *Bacillus*. De är en typ av heterotrofa denitrifierande bakterier som är aeroba eller fakultativa aeroba och använder organiskt kol som energikälla.

① Principer som återspeglar produktskillnader

Generellt är huvudprodukten av aerob denitrifikation N2O, medan anaerob denitrifikation huvudsakligen producerar N2 och små mängder N2O och NO. Detta återspeglar de potentiella skillnaderna i aktiviteten hos denitrifierande enzymsystem och elektrontransportvägar under aeroba och anaeroba förhållanden, vilket leder till olika slutprodukter.

② Principer för samtidig nitrifikation och denitrifikation

Aeroba denitrifierande bakterier kan utföra denitrifiering under aeroba förhållanden, vilket gör att den kan ske samtidigt med nitrifikation. Detta bryter igenom den traditionella uppfattningen att nitrifikation kräver aeroba processer och denitrifikation kräver anaeroba processer. Detta beror troligen på att aeroba denitrifierande bakterier har unika enzymsystem och metabola vägar, vilket gör det möjligt för dem att effektivt utföra denitrifieringsreaktioner i aeroba miljöer.

③ Principen för direkt omvandling av ammoniumkväve

Aeroba denitrifierande bakterier kan direkt omvandla ammoniumkväve till gasformiga produkter under aeroba förhållanden. Detta indikerar att de har en unik metabolisk mekanism som kan fullborda en serie omvandlingar av ammoniumkväve i aeroba miljöer, och undvika den komplexa processen att först genomgå nitrifikation och sedan denitrifikation.

④ Principen för elektronacceptor och syreförbrukning

I denitrifieringsprocessen för aeroba denitrifierande bakterier kan både nitratkväve och syre fungera som slutliga elektronacceptorer. Samtidigt som nitratkväve avlägsnas, förbrukas också syre. Detta visar att deras respiratoriska elektrontransportkedja flexibelt kan överföra elektroner till olika acceptorer baserat på närvaron av nitratkväve och syre i miljön, vilket uppnår kväveavlägsnande och syreförbrukning.

Den teoretiska grunden för aerob denitrifikation är relativt tydlig, men hittills har inga praktiska tekniska tillämpningar observerats, och relaterad experimentell forskning saknas. Om du stöter på relevanta produkter kan du prova dem, men bara betala om de är effektiva. Låt dig inte luras av vissa miljöföretag.

Om aerob denitrifieringsteknik framgångsrikt kan implementeras i vattenreningsprojekt, kommer det att vara ett enormt lyft för biologisk reningsteknik inom miljöskyddsindustrin, vilket gör recirkulering av nitrifikationsvätskor onödig.