Sviluppo di Sulfidogenic fanghi da Marine Sedimenti e Tricloroetilene Riduzione in una coperta reattore Upflow anaerobica dei fanghi

La riduzione microbica del solfato è un processo di grande importanza nella biotecnologia ambientale. Il successo dei reattori solfidogenici dipende, tra l'altro, dalla composizione microbica dei fanghi. Qui, presentiamo un protocollo per sviluppare fanghi solfidogenici da sedimenti di bocche idrotermali in un reattore UASB per scopi di declorazione riduttiva.

L'obiettivo generale del seguente esperimento è quello di sviluppare un fango genico solfuro da sedimenti marini nel reattore A-U-A-S-B e di valutare le sue prestazioni sulla riduzione del tricloroetilene o TCE. Ciò si ottiene raccogliendo sedimenti marini per ottenere un pool di una grande varietà di microrganismi che sono arricchiti in batteri che riducono il solfato quando si trovano in un ambiente di minerali appropriati, vitamine medie e acidi grassi volatili per fungere da donatori di elettroni. Come seconda fase, i sedimenti marini vengono utilizzati come inoculo nel reattore A-U-A-S-B, che viene impostato e mantenuto in condizioni di riduzione dei solfati per diverse settimane fino a raggiungere un'attività costante di riduzione dei solfati.

Successivamente, il consorzio nel reattore sulf Cytogenic, UASB viene valutato per la riduzione del TCE al fine di valutare la capacità dei fanghi di trasformare gli inquinanti organici mentre l'agenesia dei sulfi è ancora attiva. I risultati mostrano che l'agenesia del solfuro si è stabilita nel bioreattore e che il fango è stato in grado di ridurre il TCE in condizioni di riduzione del solfato sulla base dell'analisi della comunità microbica, suggerendo che la riduzione del TCE è stata effettuata in un consorzio formato da batteri solfato-riduttori e fermentativi. Il vantaggio principale di questa procedura rispetto ai metodi esistenti come l'adattamento delle logge metanogene alla tosi è che questa loggia ottenuta è tollerante a concentrazioni di solfato più elevate e non presenta competizione per il substrato con i metanogeni.

In generale, le persone nuove a questo metodo avranno difficoltà perché si aspettano la formazione immediata della slot. Possono tendere ad aggiungere i nutrienti e il solfuro al bioreattore, meno o più frequentemente del necessario. Questi approcci porteranno solo a uno squilibrio del sistema.

È conveniente effettuare analisi periodiche per COD solfato e solfato per conoscere il corso della reazione e i tempi giusti per il quinto successivo. Abbiamo avuto l'idea di questo metodo perché volevamo una loggia fotogenica di zolfo altamente attiva per combinare la rimozione del solfato di materia organica e degli inquinanti, qualcosa che non può essere realizzato in condizioni metageniche, in particolare quando alcuni degli inquinanti sono mescolati con metodi pesanti. Abbiamo utilizzato un metodo generale con buone attrezzature per l'identificazione dei batteri nel consorzio.

La regione del gene 16 S-R-R-N-A è stata l'obiettivo dell'analisi e abbiamo trovato interessanti batteri generali per iniziare questa procedura. Raccogliere i campioni marini come descritto nel protocollo di testo. Una volta in laboratorio, prelevare gran parte del campione di sedimenti e utilizzare una rete appropriata per eliminare i detriti di materiale carbonioso dai sedimenti.

Dopo aver fatto passare il sedimento attraverso la rete, mescolare la parte selezionata per assicurarsi che sia omogenea. Ai fini di questo lavoro, utilizzare un reattore anaerobico in vetro per calotta di fango a flusso ascendente con un volume di lavoro totale di tre litri. Assicurarsi che i volumi finali dei sedimenti, del mezzo, della soluzione tampone basale e degli acidi grassi volatili siano uguali al volume di lavoro finale del reattore.

Preparare una soluzione madre di terreno basale contenente fosfato, cloruro di azoto, sali di magnesio, metalli in tracce e vitamine con una soluzione tampone di bicarbonato, tenendo conto del volume di lavoro del reattore. Successivamente, prepara una soluzione di peduncolo di acidi grassi volatili composta da acetato, propionato e butirrato. In una proporzione di 2,5 a uno a uno di ossigeno chimico o COD, la concentrazione finale di COD nel reattore deve essere di 2,7 grammi per litro.

Infine, preparare una soluzione madre di solfato di sodio in una concentrazione appropriata per fornire al reattore una concentrazione finale di 4.000 milligrammi per litro di ione solfato. Una volta preparate le soluzioni, posizionare i sedimenti nel reattore mescolati con una porzione del mezzo basale per assicurarsi che raggiungano il fondo del reattore. Mescolare il resto del terreno basale e della soluzione tampone con la soluzione di acidi grassi volatili e la soluzione di solfato.

Assicurarsi che la soluzione di acidi grassi volatili venga versata nel liquido. Quindi aggiungere le soluzioni combinate al reattore. Impostare i collegamenti e le tubazioni del reattore sulla pompa di riciclaggio.

Quindi impostare la portata di riciclo a 60 millilitri al minuto. Impostare regolarmente il bioreattore nella camera climatica a 34 gradi Celsius. Verificare che le variazioni di temperatura siano ridotte.

Infine, impostare i collegamenti alla colonna di spostamento del gas. Dopo una settimana di incubazione, prelevare un campione da cinque a sette millilitri di liquido per condurre l'analisi del contenuto di COD solfato e solfuro e del pH. Seguendo i metodi standard, analizzare il solfuro nel liquido utilizzando il metodo del blu di metilene.

Per prima cosa mettere cinque millilitri di una soluzione di acetato di zinco in un matraccio tarato da 25 millilitri. E aggiungere rapidamente 200 microlitri di campione alla soluzione di acetato di zinco. Quindi aggiungere 2,5 millilitri di soluzione di A DMP e 125 microlitri di una soluzione di solfato di ferro e tre ammonio.

Completare i 25 millilitri del matraccio tarato con acqua distillata. Attendere 30 minuti affinché si verifichi la reazione in modo che il colore blu si stabilizzi. Una volta completata la reazione, attendere almeno 15 minuti, ma non più di 60 minuti.

Per testare i campioni nello spettrofotometro, condurre la lettura della soluzione blu finale nello spettrofotometro a una lunghezza d'onda di 670 nanometri. Quantificare il solfato come solfato di bario utilizzando un metodo turbometrico. Per prima cosa mettere cinque millilitri di una soluzione condizionante in un matraccio tarato da 25 millilitri.

Quindi aggiungere un millilitro del campione che è stato precedentemente centrifugato a 11, 320 volte G.Completare i 25 millilitri del matraccio tarato con acqua distillata e aggiungere un grammo di cloruro di bario. Mescolare la soluzione per un minuto in un vortice. Attendere quattro minuti affinché si formi il solfato di bario e leggere il campione in uno spettrofotometro a una lunghezza d'onda di 420 nanometri.

Per prepararsi alla determinazione del COD, centrifugare accuratamente il campione per rimuovere il solfuro rimanente che potrebbe interferire nella determinazione del COD. Dopo la centrifugazione, aggiungere due millilitri di campione a una fiala di reazione del kit di determinazione del COD. Sigillare la fiala e omogeneizzare la miscela agitando delicatamente.

Preparare uno spazio vuoto aggiungendo due millilitri di acqua distillata a un'altra fiala di reazione e omogeneizzare la miscela. Mettere le fiale nel reattore di digestione a 150 gradi Celsius per due ore. Quindi rimuovere le fiale e lasciarle raffreddare al buio.

Effettuare le letture delle fiale nello spettrofotometro a una lunghezza d'onda di 620 nanometri. Quindi, ottenere il volume di gas dalla colonna di spostamento del gas. Una volta consumato il solfato, fornire nutrienti freschi, medi e nuovi per ogni lotto.

Come fatto in precedenza, quando il consumo di solfato è superiore all'80% in meno di 24 ore, e ciò si verifica per più di una settimana, commutare il funzionamento del reattore in modalità continua per la modalità continua. Impostare il tempo di ritenzione idraulica o HRT a 24 ore regolando il flusso nella pompa e mantenere la concentrazione di solfato a quattro grammi per litro e il COD a 10 grammi per litro in un dato giorno. Arrestare il reattore dopo un ciclo di terapia ormonale sostitutiva e fornire nutrienti freschi, medi e nuovi per ogni lotto come fatto in precedenza, utilizzando una concentrazione di COD di 10 grammi per litro.

Una volta alimentato il bioreattore, prelevare campioni da cinque a sette millilitri del liquido ed eseguire l'analisi del COD solfato, solfuro e pH ogni ora. Inoltre, registra il volume di gas prodotto per il test TCE. Preparare una soluzione madre di TCE tenendo conto che la concentrazione finale di questo composto nella fase liquida del bioreattore deve essere di 300 micromolari.

Si consideri la partizione del composto nello spazio di testa utilizzando la costante adimensionale della legge di Henry per TCE a 34 gradi Celsius. Successivamente, prepara le curve standard sul gascromatografo per ciascuno dei composti da analizzare utilizzando i metodi a cui si fa riferimento nel protocollo di testo in un dato giorno. Arrestare il reattore dopo un ciclo di terapia ormonale sostitutiva e fornire nutrienti freschi, medi e nuovi per ogni lotto come fatto in precedenza, utilizzando una concentrazione di COD di 10 grammi per litro.

Una volta alimentato il bioreattore, aggiungere il TCE direttamente al liquido nel bioreattore dalla soluzione madre. La concentrazione finale di TCE nella fase liquida del bioreattore deve essere di 300 micromolari. Impostare la terapia ormonale sostitutiva su 12 ore alla fine di un ciclo di terapia ormonale sostitutiva.

Prelevare campioni del liquido ed eseguire analisi per COD solfato e solfuro. Prelevare anche campioni dello spazio di testa ed eseguire l'analisi nel gascromatografo. Qui viene mostrato un comportamento tipico della riduzione dei solfati nel bioreattore.

È importante notare che durante le prime settimane di funzionamento la riduzione dei solfati sarà lenta. I diversi periodi indicano che la riduzione del solfato stava aumentando il suo tasso nel tempo fino a quando non sono stati consumati 4.000 milligrammi per litro di solfato in meno di 24 ore. Allora il reattore funzionava in regime continuo.

Lo sviluppo dei fanghi è mostrato nei risultati rappresentativi del reattore sulla riduzione dei solfati. Qui sono mostrati la concentrazione di solfuro, il consumo di COD e le variazioni di pH nel tempo. Questi risultati sono stati ottenuti in esperimenti condotti dopo che il bioreattore è stato in regime continuo per diverse settimane.

Per l'esperimento in cui il fango è stato testato sulla capacità di ridurre il TCE, i risultati ottenuti sono riportati qui. L'attività riducente dei solfati ottenuta è risultata leggermente inferiore a quella ottenuta prima dell'edizione TCE. Il gascromatografo ha rivelato che circa l'80% del TCE è stato ridotto a et Ethan solfato, batteri riducenti, batteri fermentanti e batteri dealogenanti sono stati identificati nei fanghi sviluppati utilizzando questo protocollo.

I generi di batteri come il sulfamidico vibrio de sulfamidico, il batterio microbico des sulfure, il clostridium deha backer e il SUL fossum sono stati correlati alla riduzione del solfato e alla biodegradazione dei composti clorurati Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in modo simile con diversi sedimenti marini se eseguita correttamente. L'intervallo di tempo per lo sviluppo di questa loggia può dipendere dalla fonte dei sedimenti durante l'esecuzione di questa procedura. Ricorda che la cosa più importante da fare è controllare periodicamente il bilancio di massa sul COD solfato e solfato.

Più attivo è il lodge ottenuto, maggiore è la possibilità di utilizzarlo per la riduzione del TCE ed eventualmente per la degradazione di qualsiasi altro composto tossico che può essere degradato in condizioni di riduzione del solfato. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come sviluppare Genics Lodge da sedimenti marini in un reattore USB e valutare le sue prestazioni sulla riduzione del TC. Dovresti capire come inoculare il reattore, come seguire la reazione di riduzione nel tempo e come condurre un test sulla riduzione del TCE Seguendo questa procedura.

Altri metodi, come il sequenziamento periodico di altre analisi geniche, possono essere eseguiti per rispondere a ulteriori domande, come il numero di batteri presenti in generale, o il modo in cui il consorzio può degradare l'ambiente fotogenico di TCE Insul.