上向流嫌気性スラッジブランケット炉内の海洋堆積物やトリクロロエチレンの削減からSulfidogenic汚泥の開発

次の実験の全体的な目標は、A-U-A-S-B原子炉の海洋堆積物から硫化物生成汚泥を開発し、トリクロロエチレンまたはTCEの還元に対するその性能を評価することです。これは、適切なミネラル、中型ビタミン、および電子供与体として機能する揮発性脂肪酸の環境下で、硫酸塩還元細菌が豊富な多種多様な微生物のプールを得るために海洋堆積物を収集することによって達成されます。第2のステップとして、海洋堆積物は、A-U-A-S-B原子炉の接種材料として使用され、硫酸塩還元活性が安定するまで数週間、硫酸塩還元条件下で設定および維持されます。

次に、sulf Cytogenic、UASBリアクターのコンソーシアムは、サルフの非生成がまだアクティブである間に有機汚染物質を変換するスラッジの能力を評価するために、TCE削減について評価されます。その結果、バイオリアクターでは硫化物無形成が確立され、微生物群集の分析に基づくと、スラッジは硫酸塩還元条件下でTCEを還元できたことが示され、TCEの還元は硫酸塩還元細菌と発酵細菌によって形成されたコンソーシアムで行われたことが示唆された。この手順の主な利点は、メタン生成菌ロッジのトーシスへの適応のような既存の方法よりも、このロッジが得られ、より高い硫酸塩濃度に耐性があり、メタン生成菌との基質の競合を示さないことです。

一般に、この方法に不慣れな個人は、スロットの即時形成を期待するため、苦労します。彼らは、栄養素と硫化物をバイオリアクターに必要以上に少ない頻度またはより頻繁に追加する傾向があります。これらのアプローチは、システムの不均衡につながるだけです。

COD硫酸塩と硫酸塩の定期的な分析を行うことで、反応の経過と次の5分の1の適切なタイミングを知ると便利です。この方法のアイデアを最初に思いついたのは、有機物の硫酸塩と汚染物質の除去を組み合わせる高活性のサルフフォトジェニックロッジが欲しかったからです。これは、メタジェニックな条件下では達成できないこと、特に一部の汚染物質が重い方法で混合されている場合に達成できません。私たちは、コンソーシアム内の細菌の同定のために、優れた機器を備えた一般的な方法を使用しました。

16のS-R-R-N-A遺伝子領域を解析対象とし、興味深い一般的な細菌を発見したこの手順を開始する。テキストプロトコルに記載されているように海洋サンプルを収集します。ラボに入ったら、堆積物サンプルの大部分を採取し、適切なメッシュを使用して、堆積物から炭素質材料の大きな破片を取り除きます。

堆積物をメッシュに通した後、選択した部分を混合して、均一であることを確認します。この作業の目的のために、総作業量が3リットルのアップフロー嫌気性スラッジブランケットガラス反応器を使用してください。沈殿物、基礎培地緩衝液、および揮発性脂肪酸の最終容量が、反応器の最終作業容量と等しいことを確認してください。

反応器の作業容積を考慮して、リン酸塩化窒素、マグネシウム塩、微量金属、ビタミンを含む基礎培地の原液を重炭酸緩衝液で調製します。次に、酢酸、プロピオン酸、酪酸からなる揮発性脂肪酸の茎溶液を調製します。2.5対1対1の化学的酸素要求量またはCODの割合では、反応器内の最終COD濃度は1リットルあたり2.7グラムでなければなりません。

最後に、適切な濃度の硫酸ナトリウムのストック溶液を調製して、硫酸イオンの1リットルあたり4, 000ミリグラムの最終濃度を反応器に送達します。溶液が調製されたら、沈殿物を基礎培地の一部と混合した反応器に入れて、沈殿物が反応器の底に到達することを確認します。残りの基礎培地と緩衝液を揮発性脂肪酸溶液と硫酸塩溶液と混合します。

揮発性脂肪酸の溶液が液体に注がれていることを確認してください。次に、結合した溶液を反応器に加えます。リアクターの接続とパイプラインをリサイクルポンプに設定します。

次に、リサイクル流量を毎分60ミリリットルに設定します。恒温槽内のバイオリアクターを定期的に摂氏34度に設定します。温度変化が小さいことを確認してください。

最後に、ガス変位カラムへの接続を設定します。インキュベーションの1週間後、液体の5〜7ミリリットルのサンプルを採取して、COD硫酸塩と硫化物含有量、およびpHの分析を行います。標準的な方法に従って、メチレンブルー法を使用して液体中の硫化物を分析します。

まず、25ミリリットルのメスフラスコに5ミリリットルの酢酸亜鉛溶液を入れます。そして、酢酸亜鉛溶液に200マイクロリットルのサンプルをすばやく加えます。次に、2.5ミリリットルのDMP溶液と125マイクロリットルの鉄3硫酸アンモニウム溶液を追加します。

25ミリリットルのメスフラスコを蒸留水で完成させます。青色が安定するように、反応が起こるまで30分待ちます。反応が完了したら、少なくとも 15 分、60 分以内に待ちます。

分光光度計でサンプルをテストするには、分光光度計で670ナノメートルの波長で最終的な青色溶液の読み取りを行います。ターボメトリック法を使用して、硫酸塩を硫酸バリウムとして定量します。まず、25ミリリットルのメスフラスコに5ミリリットルのコンディショニングソリューション

次に、以前に11,320倍Gで遠心分離されたサンプルの1ミリリットルを追加します。25ミリリットルのメスフラスコを蒸留水で満たし、1グラムの塩化バリウムを加えます。溶液を渦中で1分間混合します。硫酸バリウムが形成されるのを4分間待ち、分光光度計で420ナノメートルの波長でサンプルを読み取ります。

COD測定の準備として、サンプルを十分に遠心分離して、COD測定を妨げる可能性のある残りの硫化物を除去します。遠心分離後、COD測定キットの反応バイアルに2ミリリットルのサンプルを加えます。バイアルを密封し、穏やかに攪拌して混合物を均質化します。

別の反応バイアルに2ミリリットルの蒸留水を加えてブランクを調製し、混合物を均質化します。バイアルを摂氏150度の消化反応器に2時間置きます。次に、バイアルを取り出し、暗闇で冷まします。

分光光度計でバイアルを波長620ナノメートルで読み取ります。次に、ガス置換カラムからガス量を取得します。硫酸塩が消費されたら、各バッチに新鮮、中程度、および新しい栄養素を供給します。

硫酸塩の消費量が24時間以内に80%を超え、これが1週間以上発生する場合は、前に行ったように、原子炉の運転を連続モードに切り替えます。ポンプ内の流量を調整して油圧保持時間またはHRTを24時間に設定し、任意の日に硫酸塩濃度を1リットルあたり4グラム、CODを1リットルあたり10グラムに維持します。1つのHRTサイクルの後に反応器を停止し、以前と同様に、1リットルあたり10グラムのCOD濃度を使用して、各バッチに新鮮、中、および新しい栄養素を供給します。

バイオリアクターが供給されたら、液体の5〜7ミリリットルのサンプルを採取し、COD硫酸塩、硫化物、およびpHの分析を1時間ごとに実行します。また、TCEテスト用に生成されたガス量を記録します。バイオリアクターの液相中のこの化合物の最終濃度が300マイクロモルでなければならないことを考慮して、TCEのストック溶液を調製します。

ヘンリーの法則であるTCEの無次元定数を摂氏34度で使用して、化合物をヘッドスペースに分割することを考えてみましょう。次に、任意の日にテキストプロトコルで参照されている方法を使用して分析する各化合物について、ガスクロマトグラフ上の標準曲線を準備します。1つのHRTサイクルの後に反応器を停止し、以前と同様に、1リットルあたり10グラムのCOD濃度を使用して、各バッチに新鮮、中、および新しい栄養素を供給します。

バイオリアクターが供給されたら、ストック溶液からバイオリアクター内の液体にTCEを直接加えます。バイオリアクターの液相における最終TCE濃度は300マイクロモルでなければなりません。1 つの HRT サイクルの終了時に HRT を 12 時間に設定します。

液体のサンプルを採取し、COD硫酸塩と硫化物の分析を行います。また、ヘッドスペースのサンプルを採取し、ガスクロマトグラフで分析を行います。バイオリアクターにおける硫酸塩還元の典型的な挙動をここに示します。

手術の最初の数週間は、硫酸塩の還元が遅くなることに注意することが重要です。異なる期間は、硫酸塩の減少が、硫酸塩のリットルあたり4, 000ミリグラムが24時間以内に消費されるまで、時間の経過とともにその速度を増加させていたことを示しています。その後、原子炉は連続体制下で運転されていました。

汚泥の発生は、硫酸塩還元に関する反応器の代表的な結果に示されています。ここでは、硫化物濃度、COD消費量、および経時的なpH変動を示します。これらの結果は、バイオリアクターを数週間連続レジーム下に置いた後に実施した実験で得られたものです。

汚泥のTCE削減能力について試験した実験について、得られた結果を以下に示します。得られた硫酸塩還元活性は、TCE版以前に得られたものよりもわずかに低かった。ガスクロマトグラフにより、TCEの約80%がエサン硫酸に還元されたことを明らかにし、このプロトコルを使用して開発された汚泥中に還元細菌、発酵細菌、脱ハロゲン化細菌が同定されました。

スルファビブリオデスルファ、微生物デスサルフィド細菌、クロストリジウムデハバッカー、SULフォッサムなどの細菌の属は、硫酸塩の還元と塩素化化合物の生分解に関連しています一度習得すると、この技術は、適切に実行されれば、さまざまな海洋堆積物で同様の方法で行うことができます。このロッジが開発する時間のスパンは、この手順に参加している間、堆積物のソースに依存する場合があります。最も重要なことは、COD硫酸塩と硫酸塩の質量収支を定期的にチェックすることであることを忘れないでください。

ロッジの活性が高ければ高いほど、TCEの還元、そして最終的には硫酸塩還元条件下で劣化する可能性のある他の有毒化合物の分解に使用する可能性が高くなります。このビデオを見た後、USBリアクター内の海洋堆積物からGenics Lodgeを開発し、TC削減に対するその性能を評価する方法についてよく理解しているはずです。反応器への接種方法、還元反応の経時的な追跡方法、およびTCE還元に関するテストの実施方法を理解する必要があります この手順に続いて。

他の遺伝子解析の期間シーケンシングなどの他の方法を実行して、一般ごとにどれだけの細菌が存在するか、またはコンソーシアムがTCE Insulフォトジェニック環境をどのように分解できるかなどの追加の質問に答えることができます。