Abstract
Desde a descoberta no início dos anos 90 até à conclusão do reactor de anammox em escala real, foram necessárias quase duas décadas para descobrir o véu secreto da bactéria anammox. Houve três marcos durante a comercialização do anammox: o desenvolvimento do primeiro meio de cultura de enriquecimento, a conclusão do primeiro reactor comercial de anammox e o rápido arranque da central de anammox em escala real. Até agora, a cultura de bactérias anammox experimentou um grande progresso através de duas estratégias gerais: (a) iniciar um reactor do zero e (b) semear o reactor com lama de anammox enriquecida. O primeiro reactor de anammox em escala real levou 3,5 anos para realizar a operação completa utilizando a primeira abordagem devido a várias razões além da falta de lodo de anammox. Por outro lado, o primeiro reator asiático de anammox começou a funcionar em dois meses, graças à disponibilidade de semente de anammox. Junto com a implementação das plantas de anammox, o anammox acaba se tornando a escolha prioritária para o tratamento de águas residuais de amônia.
1. Introdução
A remoção convencional de nitrogênio biológico das águas residuárias geralmente consiste de duas etapas, nitrificação e desnitrificação. Durante o processo de nitrificação, o amônio é biologicamente oxidado ao nitrato, que é então reduzido ao gás nitrogênio utilizando matéria orgânica como doador de elétrons durante o processo de desnitrificação. Quando a razão DBO/TKN é baixa como em muitas águas residuais ricas em amónio, deve ser adicionada uma fonte de matéria orgânica biodegradável para se conseguir uma desnitrificação completa. As operações são bastante dispendiosas tanto para a demanda de oxigênio para nitrificação aeróbica como para a adição de substratos orgânicos para a desnitrificação . O excesso de lodo gerado no processo convencional de remoção biológica de nitrogênio também aumenta o custo do tratamento.
Anaeróbica Oxidação de Amônio (anammox) é uma alternativa nova, autotrófica e econômica para o processo tradicional de remoção biológica de nitrogênio . A existência da bactéria foi prevista pela primeira vez nos anos 70, com base em cálculos termodinâmicos. As bactérias anammox oxidam o amônio ao gás nitrogênio usando nitrito como um aceitador de elétrons sob condições anóxicas, e seu crescimento ocorre pela fixação do dióxido de carbono (Tabela 1) .
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| Van de Graaf et al. . Strous et al. . > |
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A descoberta do processo anammox trouxe mudanças revolucionárias na remoção convencional de nitrogênio biológico das águas residuais. Algumas características únicas fazem do processo anammox uma técnica promissora e sustentável, como baixa produção de biomassa, sem necessidade de aeração e sem adição de fontes externas de carbono. Enquanto o processo anammox recentemente descoberto abre novas possibilidades para a remoção de nitrogênio de águas residuárias, o maior obstáculo para a implementação do anammox é a lenta taxa de crescimento (, tempo de duplicação () de 11 dias) dos microorganismos anammox , tornando este processo difícil para tratamentos práticos de águas residuárias. Entretanto, as bactérias anammox têm sido extremamente difíceis de cultivar em cultura pura, mesmo a Candidatus Brocadia anammoxidans só tem sido purificada até à aparente homogeneidade por centrifugação de densidade Percoll. A fim de realizar a aplicação prática do processo de anammox, os pesquisadores se concentram no enriquecimento das bactérias anammox de crescimento lento. Muitos estudos foram realizados para enriquecer organismos anammox, seja por diferentes métodos, como biofilme ou granulação, ou por todos os tipos de reatores. Este artigo analisa o desenvolvimento do processo de anammox e estudos relativos em laboratório, especialmente a descoberta e bioquímica das bactérias responsáveis pela oxidação anaeróbica do amónio. Especial atenção foi dada à comercialização e aplicação em larga escala da técnica de anammox.
2. Descoberta e Filogenia do Anammox
Já em 1932, foi relatado que o gás dinitrogênio foi gerado através de um mecanismo desconhecido durante a fermentação nos sedimentos do Lago Mendota, Wisconsin, EUA . Há mais de 40 anos, Richards notou que a maior parte do amônio que deveria ser produzido durante a remineralização anaeróbica da matéria orgânica não era contabilizada. Como não havia um caminho biológico conhecido para esta transformação, a oxidação anaeróbica biológica da amônia recebeu pouca atenção. Há três décadas, a existência de dois microorganismos quimiolito-autotróficos capazes de oxidar o amônio para o gás dinitrogênio foi prevista com base em cálculos termodinâmicos. Pensou-se que a oxidação anaeróbica da amônia não seria viável, supondo que os predecessores haviam tentado e falhado em estabelecer uma base biológica para essas reações . Nos anos 90, as fantásticas observações de Arnold Mulder eram apenas consistentes com a sugestão de Richards . Em seu reator piloto desnitrificador anóxico, o amônio desapareceu às custas do nitrito com uma clara produção de nitrogênio. O reactor usava como influente o efluente de um reactor piloto metanogénico, que continha amónio, sulfureto e outros compostos, e nitrato de uma planta nitrificadora. Este processo foi chamado de “anammox”, e as pessoas perceberam que ele tinha grande significado na remoção de amônia indesejada. Mesmo sem uma compreensão completa da reação do anammox, Arnold Mulder patenteou o processo imediatamente. A descoberta do processo de anammox foi apresentada publicamente pela primeira vez no 5º Congresso Europeu de Biotecnologia. Em meados dos anos 90, a descoberta do anammox no reactor de leito fluidizado foi publicada . Foi alcançada uma taxa máxima de remoção de amônia de 0,4 kg N/m3/d. Foi demonstrado que para cada mol de amônia consumida, era necessário 0,6 mol de nitrato, resultando na formação de 0,8 mol de gás N2 ( na Tabela 1). No mesmo ano, foi identificada a natureza biológica do anammox. Experimentos de rotulagem com 15 em combinação com 14 mostraram que era o produto dominante, perfazendo 98,2% do total rotulado de N2. Estes achados conflitavam com a reação 1, na qual a porcentagem de e no gás dinitrogênio formado seria de 75% e 25%, respectivamente. Percebeu-se que, ao invés do nitrato, o nitrito foi assumido como o agente oxidante do amônio na reação anammox ( na Tabela 1) . Com base em um estudo anterior, Strous et al. calcularam a estequiometria do processo de anammox por balanço de massa ( na Tabela 1), o que é amplamente aceito por outros grupos. Posteriormente, as bactérias anammox foram identificadas como planctomicetos, e o primeiro organismo identificado como anammox foi denominado Candidatus “Brocadia Anammoxidans” . Antes de 2002, a anammox foi assumida como um agente menor no ciclo N dentro dos ecossistemas naturais. Em 2002, o anammox desempenhou um papel importante no ciclo biológico do azoto, sendo responsável por 24-67% da produção total de N2 nos sedimentos da plataforma continental que foram estudados. Globalmente, o anammox pode ser responsável por 30-50% da produção de N2 no oceano . A descoberta do processo anammox modificou o conceito do ciclo biológico do nitrogênio, conforme representado na Figura 1.
A cor vermelha específica das bactérias anammox (Figura 2(a)) é devida ao grupo heme c da proteína citocromo c que desempenha um papel importante no metabolismo do anammox . As formas irregulares das bactérias anammox foram exibidas tanto por microscopia eletrônica de transmissão como por microscopia eletrônica de varredura (Figuras 2(b) e 2(c)). As espécies de anammox têm uma única membrana ligada ao anammoxossomo e riboplasma com partículas semelhantes a ribossomo separadas do parfoplasma por uma membrana intracitoplasmática. As células contêm três compartimentos distintos ligados por membranas: o parifoplasma, o citoplasma e o anammoxossoma.
(a)
(b)
(c)
(a)
(b)
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A cor vermelha específica da bactéria anammox (a), as formas irregulares típicas de bactérias anammox apresentadas por microscopia electrónica de varrimento (b), e imagens de microscopia electrónica de transmissão (c).
Até agora, cinco gêneros de anammox foram descobertos, com 16S rRNA identidades de sequência genética das espécies variando de 87 a 99% . É bem conhecido que todas as bactérias anammox pertencem à mesma ordem monofilética chamada Brocadiales e estão relacionadas com os Planctomycetales. Entre eles, quatro gêneros de anammox “Candidatus” foram enriquecidos com lodo ativado: “Kuenenia” , “Brocadia” , “Anammoxoglobus” , e “Jettenia” . O quinto gênero anammox, “Candidatus Scalindua” , tem sido frequentemente detectado em habitats naturais, especialmente em sedimentos marinhos e zonas mínimas de oxigênio .
3. Mecanismos de reação possíveis para Anammox
Para entender o possível caminho metabólico para o anammox, experimentos de rotulagem 15N foram realizados pela primeira vez em 1997 . Estas experiências mostraram que o amónio foi biologicamente oxidado com hidroxilamina, muito provavelmente derivado de nitrito, como o provável aceitador de electrões. A conversão da hidrazina em gás dinitrogénio é postulada como a reacção geradora do equivalente de electrões para a redução do nitrito a hidroxilamina. Em geral, dois possíveis mecanismos de reacção foram abordados. Um complexo enzimático ligado à membrana converte primeiro amónio e hidroxilamina em hidrazina, seguido da oxidação da hidrazina em gás dinitrogénio no periplasma. Ao mesmo tempo, o nitrito é reduzido à hidroxilamina no local citoplasmático do mesmo complexo enzimático responsável pela oxidação da hidrazina com um transporte interno de elétrons (Figura 3(a)). Outro mecanismo possível para o processo de anammox é concluído da seguinte forma: amónio e hidroxilamina são convertidos em hidrazina por um complexo enzimático de membrana, a hidrazina é oxidada no periplasma em gás dinitrogénio, e os electrões gerados são transferidos através de uma cadeia de transporte de electrões para a enzima redutora de nitritos no citoplasma onde os nitritos são reduzidos a NH2OH (Figura 3(b)). Se a redução dos nitritos e a oxidação da hidrazina ocorrem em diferentes locais da mesma enzima (Figura 3(a)) ou as reacções são catalisadas por diferentes sistemas enzimáticos ligados através de uma cadeia de transporte de electrões (Figura 3(b)) permanece por investigar. A ocorrência de hidrazina como um intermediário no metabolismo microbiano do nitrogênio é rara. A hidrazina tem sido proposta como um intermediário enzimático na reação nitrogenase .
(a) 
(b)
(a)
(b)
Um possível papel do NO ou HNO na anammox foi proposto por Hooper et al. por meio da condensação de NO ou HNO e amônia em uma enzima relacionada à família da mono oxigenase de amônia. A hidrazina ou imina formada poderia depois ser convertida pela enzima hidroxilamina oxidoreductase em gás dinitrogênio, e os equivalentes redutores produzidos na reação são necessários para combinar NO ou HNO e amônio ou para reduzir nitrito a NO. A análise genômica ambiental da espécie Candidatus Kuenenia stuttgartiensis, através de um mecanismo de metabolismo ligeiramente diferente e complementar, postulou o NO como intermediário ao invés da hidroxilamina (Figura 4) . Mas esta hipótese também concordou que a hidrazina foi um intermediário importante no processo. Nessa via (Figura 4), existem duas enzimas exclusivas das bactérias anammox: hidrazina hidrolase (hh) e hidrazina desidrogenase (hd). A hh produz hidrazina a partir do óxido nítrico e amônio, e a hd transfere os elétrons da hidrazina para a ferredoxina. Poucos genes novos, como alguns conhecidos de biossíntese de ácidos graxos e genes da enzima radical S-adenosilmetionina , contendo domínios envolvidos na transferência de electrões e na catálise, foram detectados.
(a)
(b)
(a)
(b)
4. Desenvolvimento Basal e Médio Designado
Once Nitrito foi realizado para ser o aceitador de elétrons com amônia como doador de elétrons, um meio basal contendo amônia, nitrito, bicarbonato, minerais e oligoelementos foi desenvolvido para o enriquecimento de microorganismos anammox. O meio continha amônia (5-30 mM) e nitrito (5-35 mM), como único doador de elétrons e aceitador de elétrons, respectivamente, com bicarbonato (10 mM) como única fonte de carbono. Minerais e oligoelementos também foram fornecidos. A concentração de fosfato do meio foi mantida abaixo de 0,5 mM, a fim de evitar seu possível efeito inibitório no processo, e o meio foi lavado com gás argônio para alcançar condições anaeróbicas. Experimentos que foram realizados em um reator de leito fluidizado com meio de enriquecimento basal mostraram que a taxa de remoção anaeróbica do amônio aumentou de 0,4 kg N/m3/dia original para 2,4 kg N/m3/dia. A actividade específica máxima da biomassa no reactor de leito fluidizado foi de 25 nmol /mg VS/min. Para cada mol de amônio oxidado, 0,041 mol de CO2 foi incorporado à biomassa. A taxa de crescimento estimada nos sistemas de leito fluidizado foi de 0,001/h, equivalente a um tempo de duplicação de cerca de 29 dias. O meio basal realçou as atividades da bactéria anammox.
O desenvolvimento do meio basal, o marco do enriquecimento do anammox, acendeu o fervoroso zelo por esta investigação infantil. Desde então, um vasto número de investigadores inundou este tópico específico. Como o meio mostra efeitos positivos no processo do anammox, muitos estudos focalizaram sua atenção nesta área. Infelizmente, não há nenhum estudo de desenvolvimento de meio sistêmico como aqueles para outras bactérias .
Em nosso laboratório, um estudo foi conduzido para projetar um meio apropriado através da investigação da necessidade de crescimento de bactérias anammox com respeito a aminoácidos. Vinte L-aminoácidos foram adicionados ao meio basal (Tabela 2). Após a experiência do conjunto I, o conjunto II foi realizado para avaliar melhor os efeitos dos aminoácidos seletivos no crescimento dos microorganismos. Para quantificar o crescimento de bactérias anammox, foram empregadas técnicas moleculares quantitativas. Experiências preliminares indicaram que glicina, metionina, treonina, triptofano e tirosina melhoraram o crescimento da bactéria anammox. Por outro lado, a asparagina, o ácido aspártico e a histidina diminuíram ligeiramente as actividades bacterianas. Enquanto 12 dos 20 L-aminoácidos (alanina, arginina, cisteína, ácido glutâmico, glutamina, isoleucina, leucina, lisina, fenilalanina, prolina, serina e valina) inibiram totalmente o crescimento das bactérias anammox, resultando na mudança da lama de avermelhada para negra. Outros 3 aminoácidos (asparagina, ácido aspártico e histidina) retardaram o crescimento das bactérias anammox. Este estudo inédito beneficiaria o estudo do anammox e a sua aplicação.
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| Densidade óptica (600 nm) após 7 dias de incubação a 35°C, + significa aumento, – significa diminuição, e n.d. significa não detectado por causa da mudança de cor. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5. Cultura de anammox em laboratório
Processo de anammox foi reconhecido como sendo difícil de aplicar para aplicações práticas. As bactérias anammox crescem numa mistura de populações bacterianas, e não foram isoladas numa cultura pura . As bactérias anammox, sendo estritamente anaeróbicas e autotróficas, são difíceis de enriquecer fazendo com que a aplicação deste processo seja limitada devido à indisponibilidade de biomassa suficiente necessária para o processo. Diferentes métodos têm sido empregados para o cultivo e enriquecimento da biomassa anammox a partir de diferentes tipos de lodo de semente . Uma população relativa de 88% de bactérias anammox foi obtida num estudo de lote inoculado a partir de um contactor biológico rotativo (RBC) que tratava um lixiviado de aterro. A cultura de enriquecimento das bactérias anammox também foi desenvolvida em reactores à escala laboratorial inoculados com sedimentos marinhos e amostras de solo de campos de arroz e lamas activadas de estações de tratamento de águas residuais .
A lenta taxa de crescimento das bactérias anammox com o tempo aproximado de duplicação de 11 dias é o maior obstáculo para a implementação do processo de anammox . Espera-se assim um longo período de arranque no processo de anammox. A redução do período de arranque do processo de anammox através da redução do potencial de lavagem da biomassa do anammox torna-se uma estratégia importante para a aplicação em larga escala. Diferentes tipos de projetos de reatores têm sido usados para minimizar a lavagem da biomassa do anammox, incluindo reator de tanque contínuo, reator biológico filtrado anaeróbico, reator em lote sequencial (SBR), reator de fluxo ascendente, e reator de biofilme . O crescimento mais rápido da bactéria anammox foi alcançado em um biorreator de membrana (MBR) (o tempo de duplicação foi inferior a 10 dias), resultando em uma pureza sem precedentes do enriquecimento de 97,6% . A formação de agregados compactos foi relatada para manter uma grande quantidade de biomassa ativa de anammox em um reator . Portanto, a granulação é também uma abordagem alternativa para o enriquecimento do anammox.
Em resumo, existem duas abordagens principais (estratégias) para iniciar um reactor de anammox: (a) iniciar um reactor a partir do zero e (b) inoculá-lo com lama de anammox altamente enriquecida. Para a primeira estratégia, a configuração do reator é muito importante. A técnica SBR garantiu durante um ano uma operação confiável em condições estáveis com retenção eficiente de biomassa (mais de 90% da biomassa foi mantida no reator) e distribuição homogênea de substratos, produtos e agregados de biomassa. O MBR também foi aplicado com sucesso no cultivo de bactérias anammox com rápida taxa de crescimento (o tempo mínimo de duplicação para bactérias anammox foi estimado em 5,5-7,5 dias). Entre os diferentes reatores, o anammox nonwoven membrane reactor (ANMR) é uma nova configuração de reator para enriquecer a biomassa do anammox (Figura 5) . O reator foi desenvolvido conectando um conjunto de módulos de membrana não tecida, que também serviu como porta de efluentes, com um reator anaeróbico. O módulo de membrana foi instalado fora do reator, que é diferente dos reatores de membrana imersos. Ao contrário do MBR convencional, as águas residuais circulavam no módulo de membrana, e os biofilmes cresciam na superfície interior da membrana. Uma grande quantidade da biomassa em suspensão poderia permanecer no reator por filtração através da membrana não tecida e dos biofilmes, resultando na melhoria da qualidade do efluente e na melhora da retenção de sólidos no reator. Após mais de oito meses de operação, a pureza (percentagem de células anammox na comunidade) das bactérias anammox no reactor foi quantificada em 97,7%. O ANMR, com boa relação custo-benefício, mostrou-se adequado para as bactérias anammox de crescimento lento, tendo as seguintes vantagens: (1) uma grande quantidade da biomassa poderia permanecer no reator por filtração através da membrana não tecida e formação do biofilme, (2) a formação de agregados e biofilme aumentava a retenção de sólidos no reator, (3) a membrana não tecida era econômica, e (4) o projeto do reator anaeróbico poderia diluir o meio influente e evitar a inibição de altas concentrações de nitritos, levando à alta capacidade de tolerância dos substratos. Recentemente, o reator de lodo anaeróbico de fluxo ascendente (UASB) foi altamente recomendado para a cultura de bactérias de crescimento lento. Isto se deve não só à melhoria das condições fisiológicas, tornando-as favoráveis às bactérias e suas interações, especialmente aos sintrofismos no sistema anaeróbico, mas também à formação de lodo granular, sendo a principal razão do sucesso da introdução do reator UASB . Assim, a granulação também melhora a aplicação de anammox. Surpreendentemente, Ni e seus colegas usaram grânulos metanogênicos inativos como inóculo para realizar com sucesso a granulação rápida. A concentração de nitritos de partida foi significativamente maior do que o nível tóxico publicado para bactérias anammox e outros estudos em escala de laboratório. As acomodações e proliferações de bactérias anammox nos grânulos metanogênicos inativos podem ser a principal razão para a alta pureza do anammox em um curto período. As células anammox podem usar o esqueleto dos grânulos metanogênicos inativos e proliferar a partir do interior, como observado em TEM (Figura 6). A segunda abordagem mencionada anteriormente encurta significativamente o tempo necessário para o arranque do anammox sob a premissa de grande quantidade de lama de anammox, mas é normalmente limitada pela falta de lama de anammox. A construção gradual de instalações de anammox em escala real aumenta a disponibilidade do lodo de anammox. A introdução do lodo de anammox exótico para semear um reactor granular é uma boa escolha. O reator foi iniciado com sucesso em duas semanas; além disso, a alta remoção de nitrogênio foi alcançada por um longo período, mostrando que a inoculação de grânulos de anammox maduros foi ideal para iniciar um novo reator.
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(a)
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(a)
(b) (a) Micrografia electrónica de transmissão mostrando células adormecidas no grânulo da semente (bar = 2 μm). (b) Micrografia eletrônica de transmissão mostrando as bactérias anammox no interior dos grânulos (bar = 2 μm).
6. Aplicação Comercial do Processo Anammox
A falta de culturas puras de bactérias anammox torna uma abordagem genômica menos simples. Combinado com a baixa taxa máxima de crescimento específico das bactérias anammox e condições operacionais rigorosas, a aplicação prática do anammox ficou muito atrás do progresso da pesquisa.
Muitos esforços foram feitos para o desenvolvimento de um produto comercializável. Aqui, nós gostaríamos de mencionar o Paques BV (Balk, Holanda) pelos seus incessantes esforços na aplicação prática do processo do anammox. No início de 2001, Van Dongen et al. ampliaram a escala de laboratório SHARON (single reactor system for high rate ammonium removal over nitrite) reactor em colaboração com o Paques BV. O efluente do processo SHARON era ideal como influente para o processo anammox, pois a amônia foi oxidada em 53% para nitrito, em vez de nitrato no processo SHARON a 1,2 kg de carga N por m3 por dia sem controle de pH . O sistema combinado SHARON-anammox poderia funcionar de forma estável por longos períodos, e os autores previram que o processo combinado estava pronto para a implementação em larga escala.
Com base num estudo constante e bem sucedido, em 2007, o primeiro reactor anammox granular à escala real foi realizado na estação de tratamento de águas residuais da Waterboard Hollandse Delta em Roterdão, na Holanda. Isto representa o início da aplicação comercial do processo de anammox, demonstrando ser mais um marco. O primeiro reactor de 70 m3 em escala real foi directamente ampliado 7000 vezes em relação a uma experiência de 10 l em laboratório. O reator foi inicialmente inoculado com lodo nitrificante e uma quantidade total de 9,6 m3; a biomassa sedimentada de um reator de enriquecimento de anammox foi adicionada do dia 622 para 1033 . Mesmo com a adição de lodo de anammox, o start-up levou 3,5 anos, 1,5 anos a mais do que o projetado. Várias razões causaram o longo tempo de partida, além das baixas taxas de crescimento dos microorganismos anammox. O mais importante é que não havia lodo de semente de anammox disponível para inocular o primeiro reator em escala real, e o atraso foi causado por questões técnicas como problemas operacionais e de temperatura, já que o primeiro reator em escala real foi escalado diretamente da escala de laboratório, pulando a fase piloto. Este primeiro reator em escala real, por outro lado, tinha um caráter de planta piloto. Em setembro de 2006, o reator estava em plena operação e a taxa de carga podia ser atingida a um nível de 750 kg/d, 50% maior do que a carga projetada.
Até 2008 foram construídas outras quatro centrais anammox, três na Europa e uma na Ásia (Tabela 3). O terceiro reactor, parte de uma central de tratamento dos efluentes de uma fábrica de batata, apresentava uma maior taxa de carga de amónio. A capacidade do reator é de 1200 kg N/d, enquanto apenas cerca de 700 kg N/d é convertido, uma vez que não há mais nitrogênio disponível nas águas residuais. O Japão construiu o primeiro reator de anammox asiático em escala real em uma usina de semicondutores. Em 2009, Paques Environmental Technology (Xangai) divulgou a notícia de que tinha sido alcançado um acordo para construir a maior estação de tratamento de águas residuais baseada em anammox do mundo na China. O processo Anammox foi projetado para ter uma capacidade de conversão de 11 toneladas de nitrogênio por dia, quase dez vezes maior do que a maior usina construída antes de 2008. A combinação em duas etapas de anammox e reatores de circulação interna (CI) será a sexta aplicação em escala real de anammox. Desde 2009, o anammox teve um enorme desenvolvimento. Outras 11 usinas de anammox foram implementadas por Paques, sete das quais estão localizadas na China. Sendo o maior mercado em desenvolvimento do mundo, a China contribui significativamente para a comercialização do processo de anammox.
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| Abma et al. e comunicação com Paques BV. Valores entre parênteses cargas médias obtidas (kg N/d). Não há mais nitrogênio disponível. |
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A experiência das fábricas de anammox estabelecidas, o tempo de arranque da fábrica comercializável tornou-se cada vez mais curto. Este poderia ser outro marco. O segundo reator começou a funcionar em 1 ano e levou 2 meses para o start-up da primeira usina asiática. Até agora, mais de 30 usinas variantes em escala real estão em operação em todo o mundo, principalmente na Áustria, China, Japão, Holanda e EUA. Todas elas enfatizam o processo de anammox, tornando-se uma técnica comercial.
7. Conclusão
A descoberta do processo verde, anammox, traz mudanças revolucionárias para a remoção convencional de nitrogênio biológico. Desempenhando um papel importante no ciclo biológico do nitrogénio, este processo único dá uma grande contribuição para o nosso ambiente e economia. O desenvolvimento do anammox experimentou vários pontos importantes: cultura laboratorial baseada em meio basal, implementação de sistemas de reatores em escala real e aplicações de engenharia extensiva. Embora o arranque do reactor a partir do zero seja universal, a inoculação com lodo anammox altamente enriquecido é mais viável. Atualmente, pelo menos 30 sistemas de anammox em escala real estão operacionais. Assim, a aplicação do processo anammox oferece uma alternativa atraente aos atuais sistemas de tratamento de águas residuais para remoção de amônia-nitrogênio.
Algumas luzes
O desenvolvimento do processo anammox desde o laboratório até a comercialização foi revisto. Houve três marcos: meio basal, primeira planta, e aplicações extensivas. Semear com lama de anammox enriquecida é mais viável do que começar do zero. Mais de 30 plantas de anammox em escala real estão em operação em todo o mundo. O anammox eventualmente torna-se a escolha prioritária para o tratamento de águas residuais de amônia.
Conflito de interesses
Os autores declaram que não há conflito de interesses.
Acreditos
Os autores agradecem o apoio da National Natural Science Foundation of China (nos. 51108251 e 21177075), Fundo de Prémio de Investigação para Jovens e Médios Destacados da Província de Shandong (nº BS2012HZ007), Fundação das Ciências Naturais para Jovens Destacados da Província de Shandong (nº JQ201216), Fundação de Inovação Independente da Universidade de Shandong (nº 2012GN001), e o Plano Pioneiro de Pessoal Estrangeiro de Jinan (nº 20110406).