Sau đó, amoni và nitrit sẽ được oxi hố trực tiếp, sản phẩm chính của q trình là khí nitơ và chỉ có 10% được chuyển hố thành nitrat. Dựa trên cân bằng sinh khối qua q trình ni cấy làm giàu Anammox, phương trình của quá trình Anammox được Strous và cộng sự đưa ra như sau [101]:
NH4+ + 1,32 NO2-+ 0,066 HCO3- + 0,13 H+
→ 1,02 N2 + 0,26 NO3- + 0.066 CH2O0,5N0,15 + 2,03 H2O
(2. 1)
Quá trình Anammox này đã khắc phục được những nhược điểm của phương pháp xử lý nitrat hóa-khử nitrat truyền thống và đó cũng chính là ưu điểm nổi bật của q trình: địi hỏi nhu cầu về oxi ít hơn và khơng cần nguồn cacbon hữu cơ từ bên
ngoài. Ưu điểm nổi bật này mở ra một cơ hội mới cho việc ứng dụng cơng nghệ Anammox nhằm xử lý nước thải có tỉ lệ BOD5/TN (hoặc tỉ lệ C/N) thấp.
2.1.2. Hố sinh học của q trình Anammox 1. Cơ chế hố sinh học của q trình Anammox
Cơ chế chuyển hóa nội bào của phản ứng Anammox (hình 2.2) được thiết lập bằng cách sử dụng phương pháp đồng vị đánh dấu (15N) [16]. Cơ chế sinh hóa này đã chỉ ra hydroxylamine và hydrazine là chất trung gian quan trọng. Theo đó q trình đi qua sản phẩm trung gian là hydrazine (N2H4) với sự tham gia của enzyme HZO tương tự như enzyme HAO tham gia oxi hố hiếu khí amoni. HZO xúc tác phản ứng oxi hoá hydrazine thành nitơ phân tử. Các điện tử từ q trình oxi hố này (4e-) giúp chuyển đổi nitrit thành hydroxylamine với sự xúc tác của một enzyme tạm gọi là NR. Hydroxylamnine tạo ra sẽ phản ứng kết hợp với amoni để tạo ra hydrazine mới xúc tác bởi enzyme HH. Chu trình được các enzyme xúc tác cứ thế sẽ được lặp lại liên tục.