Un bioréacteur pour Novel Haute Culture de la densité des communautés microbiennes diverses

L’objectif global de la conception et de l’expérience de ce bioréacteur est de démontrer la culture d’une communauté photosynthétique mixte très dense dans un nouveau bioréacteur pour un traitement efficace des eaux usées. Cette méthode peut être utilisée pour répondre à des questions clés telles que la conception et l’exploitation de bioréacteurs d’algues afin d’assainir les flux de déchets, ainsi que la façon de cultiver la biomasse d’algues. Le principal avantage de cette technique est la culture d’une biomasse algale à haute densité en l’absence de méthodes de séparation externe.

Nous avons eu l’idée de cette application pour la première fois lorsque nous avons réalisé que ce système de bioréacteur à haute densité était très efficace pour cultiver des bactéries hétérotrophes à partir de boues activées dans le traitement des composés organiques des eaux usées, ainsi que des feux nitro autotrophes et des feux de nitro dans le traitement de l’ammoniac, un contaminant des eaux usées azotées. La démonstration de cette procédure est faite par Thomas Thompson, étudiant A-B-S-M-S à l’Université Drexel, qui est également stagiaire et technicien dans mon laboratoire. Pour commencer, placez le réacteur sur une plaque de mélange et ajoutez une barre d’agitation dans le réacteur.

Placez le réservoir de recyclage à côté de la plaque d’agitation et du réacteur de manière à ce que l’orifice d’effluent du réservoir soit dirigé vers le bord de la paillasse de laboratoire. Placez le conteneur à déchets sous l’orifice d’effluent du réservoir de recyclage. Placez ensuite le réservoir d’alimentation à côté du réservoir de recyclage.

Sécurisez le réacteur contre le basculement à l’aide d’un support et d’une pince de taille appropriée. Insérez le tube de la pompe péristaltique en néoprène dans la pompe de recyclage et les têtes de pompe d’alimentation. Installez les têtes de pompe sur les entraînements de pompe à l’aide des vis fournies avec les entraînements de pompe.

Ensuite, connectez le tube de la pompe a aux orifices du réacteur et du réservoir de recyclage. Insérez l’extrémité du tube de la pompe B’S dans le réservoir d’alimentation et le réservoir de recyclage. Connectez l’orifice supérieur du réacteur au réservoir de recyclage à l’aide d’un tube.

Enfin, appliquez des colliers sur le tube au niveau des orifices du réacteur. Préparez cinq litres de solution fluide ou d’alimentation pour démarrer le réacteur. Tout d’abord, ajoutez 0,5 millilitre de solution minérale par litre de solution préparée.

Diluez ensuite deux millilitres de solution mère d’ammoniac et deux millilitres de solution mère de nitrate à un volume total d’un litre. Ajoutez 750 millilitres de la solution d’alimentation dans le réacteur. Remplissez le réservoir de recyclage avec 500 millilitres de solution d’alimentation.

À l’aide d’une longue pipette, ajoutez délicatement une suspension d’inoculat contenant 1,5 gramme d’algues près du fond du réacteur. Laissez l’inoculum se déposer au fond du réacteur, comme l’assure l’observation visuelle, avant de passer à l’étape suivante. Placez la pierre d’aération dans le réservoir de recyclage et allumez-la.

Une fois que les cellules se sont stabilisées, retirez les colliers de serrage et allumez la pompe A à un débit lent. À l’aide des commandes de l’unité d’entraînement de la pompe, ajoutez progressivement la solution d’alimentation dans le réservoir de recyclage au fur et à mesure que la solution est pompée dans le réacteur. Poursuivre l’ajout jusqu’à ce que le réacteur et le réservoir de recyclage aient atteint leur capacité et leur effluent.

Commence à sortir du réservoir de recyclage par l’orifice supérieur. Versez le reste de la solution d’alimentation dans le réservoir d’alimentation. Réglez ensuite la pompe a sur 19 tours par minute, en établissant un débit de recyclage de 72,5 millilitres par minute.

Observez les algues commencer à s’élever du bas du réacteur en utilisant les gradations sur le réacteur. Déterminer la hauteur de la zone de biomasse des algues. Assurez-vous que la hauteur est constante avant de passer à l’étape suivante.

Lors du réglage de la vitesse de la plaque de mélange, il est essentiel de surveiller la hauteur et la stabilité de la biomasse algale pour éviter la perte de biomasse. Les modifications incrémentielles modernes de la vitesse de la barre de mélange permettent d’éviter que cela ne se produise. Allumez la plaque de mélange à très basse vitesse.

Un réglage d’un ou deux est approprié pour commencer. La barre de mélange aidera à gonfler davantage la biomasse, mais un mélange agressif provoquera des algues. Pour sortir du réacteur, il faut entrer dans la cuve de recyclage et en sortir dans l’effluent.

Démarrez la pompe d’alimentation. Après avoir observé une limite claire entre le bouchon d’algues et le fluide du réacteur, réglez la pompe à 25 tours par minute, en établissant un débit de 1,5 millilitre par minute. Observez le fluide du réacteur, sortez de l’orifice d’effluent en raison de la gravité et du déplacement causés par le flux influencé entrant.

Effectuer les activités de prélèvement d’échantillons avant d’effectuer l’entretien du système du réacteur. Prélever quotidiennement 20 millilitres d’effluent et influencer les échantillons. Prélever des échantillons d’effluents à l’intérieur du réservoir de recyclage.

Prélevez des échantillons d’influence directement dans le réservoir d’alimentation. Vide. Filtrer les échantillons pour éliminer les solides en suspension avant l’entreposage et l’analyse. Conserver les échantillons de fluent et d’effluent à moins 20 degrés Celsius jusqu’à ce que l’analyse soit plus approfondie.

Limitez le nombre de cycles de gel-dégel. Les échantillons sont soumis à l’analyse des échantillons de nitrate, de nitrite et d’ammoniac à l’aide de techniques standard. L’élimination de l’ammoniac a été observée dans toutes les gammes de composition des pieds, mais l’ampleur de l’élimination de l’ammoniac n’a pas été affectée de manière significative par l’influence de la composition de l’ammoniac.

De même, l’élimination de l’ammoniac n’est pas significativement affectée par l’influence de la composition du nitrate On a observé que le nitrate s’accumule dans le réacteur à travers la plupart des compositions d’influen. L’élimination des nitrates était négativement liée à la composition des aliments pour ammoniac, tandis que l’élimination des nitrates était positivement liée à la composition des aliments pour nitrates. L’élimination de l’ammoniac coïncidant avec la création du nitrate suggère que des bactéries oxydantes de l’ammoniac et du nitrate sont présentes dans la communauté mixte et que ces organismes contribuent à la transformation des espèces azotées dans le réacteur.

L’oxygène requis par les bactéries oxydantes de l’ammoniac et des nitrites serait fourni par l’aération dans le réservoir de recyclage et transporté à travers la zone de biomasse à l’intérieur du réacteur via la pompe de recyclage. En plus de la composition chimique de la surveillance des fluents et des effluents, la teneur en matières en suspension dans le réacteur s’est avérée être un bon prédicteur des accidents de population. Des changements importants et soudains dans la composition des aliments peuvent avoir des effets néfastes sur la communauté microbienne et entraîner des accidents de réacteurs.

Bien que cette méthode puisse donner un aperçu des systèmes bactériens d’algues qui fonctionnent dans cette photobioc, nous pouvons également étudier les bactéries hétérotrophes à partir de boues activées dans le système ainsi que les feux de nitro et de nitro, les bactéries de bœuf et les organismes cating de phosphate Une fois maîtrisé, un bioréacteur à haute densité peut être assemblé et installé en moins de deux heures par jour. Les activités telles que la collecte d’échantillons et la préparation de l’ilu devraient prendre environ une heure. Nous espérons que cette démonstration encouragera d’autres chercheurs à adopter ce réacteur afin d’étudier d’autres systèmes microbiens.

Merci d’avoir regardé et bonne chance dans vos expériences.