Нітрифікація і денітрифікація під дією аеробних мікроорганізмів нитрифицирующих бактерій
При відповідних умовах (наявність кисню, температура вище 4 ° С та ін.) Під дією аеробних мікроорганізмів (нитрифицирующих бактерій) відбувається окислення азоту амонійних солей, в результаті чого утворюються спочатку солі азотної кислоти, або нітрити, а при подальшому окисленні - солі азотної кислоти , або нітрати, т. е-відбувається процес нітрифікації. Цей біохімічний процес був відкритий в 70-х роках XIX ст. Але тільки в кінці XIX ст. українському мікробіологові С. Н. Виноградському вдалося виділити чисту культуру нитрифицирующих бактерій. Одна група цих бактерій окисляє аміак в азотної кислоти (нітритні бактерії), друга - азотної кислоти в азотну (нітратні бактерії). Нітрифікація має велике значення в очищенні стічних вод, так як цим шляхом накопичується запас кисню, який може бути використаний для окислення органічних безазотистих речовин, коли повністю вже витрачено для цього процесу весь вільний (розчинений) кисень. Пов'язаний кисень відщеплюється від нітритів і нітратів під дією мікроорганізмів (денитрифицирующих бактерій) і вдруге витрачається для окислення органічної речовини. Процес цей називається денітрифікацією. Він супроводжується виділенням в атмосферу вільного азоту в формі газу.
Маса кисню, що полягає в нітриті і нітрати, може бути визначена наступним чином.
Реакція окислення азоту амонійних солей
(NH4) 2 С03 + 302 = 2HN02 + СО, + ЗН20;
2HNOa -f 02 = 2HN03.
Для освіти нітритів за рівнянням (4. 3) на 2 мас. ч. азоту потрібно 6 мас. ч. кисню, а для освіти нітратів за рівнянням (4. 4) -ще 2 мас. ч. кисню, т. е. за все 8 мас. ч. Так як відносна атомна маса азоту дорівнює 14, а кисню -16, то на окислення до нітратів потрібно на 2-14 = 28 мас. ч. азоту 8-16 = 128 мас. ч. кисню, або на 1 мг азоту 128: 28 = 4,57 мг кисню.
Процес нітрифікації є кінцевою стадією мінералізації азотовмісних органічних забруднень. Наявність нітратів у очищених стічних водах служить одним з показників ступеня їх повного очищення; тому необхідно застосовувати такі очисні споруди, які забезпечили б оптимальні умови для життєдіяльності нитрифицирующих бактерій.