Name: 상향 류 혐기성 슬러지 블랭킷 반응기에서 해양 퇴적물과 트리클로로 에틸렌 감소에서 Sulfidogenic 슬러지의 개발 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-10-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 15 min 19 s
Description: 배우세요 해양 퇴적물에서 황산염 환원 세균이 풍부한 슬러지를 UASB 반응기에서 배양하여 트리클로로에틸렌(TCE)을 환원하는 방법입니다. 이 생물학적 복원 기술은 유기 오염 물질 제거에 효과적입니다.

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저자는 Instituto Politécnico Nacional의 20120110, 20130399 및 20140239 SIP 보조금과 Instituto de Ciencia y Tecnología del Distrito Federal Mexico(PICS 08-79, ICYT-DF, 2009-2012)의 재정적 지원에 감사드립니다. Selene Montserrat García-Solares에게 수여된 대학원 장학금(225806)과 보조금 82627로 제공되는 재정 지원에 대해 CONACYT – Mexico에도 감사드립니다.

<img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/52956/52956fig1highres.jpg" width="450" /> 프로토콜의 단계 1. 계획을 그림. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52956/52956fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 1. 슬러지의 형성을위한 해양 퇴적물을 수집 <ol><li> (때문에 높은 황산 감소 활동을 나타낼 수 황화물의 존재에) 열수 통풍구에 가까운 또는 유기 물질의 파편이 검출있는 지역 중 하나 가까이 해저 지역을 확인합니다. </li><li> 이 작업의 목적을 위해, 퇴적물의 약 3 4kg을 가지고 샘플 떨어져 물을 배수. 어두운 비닐 봉지에 샘플을 놓습니다. 냉장이 필요하지 않습니다. </li><li> 그들은 즉시 사용하지 않을 경우는 실험실에서 일단 냉장고에 샘플 가방을 유지. 이 작품, SAMP의 목적레는 사용하기 전에 몇 주 또는 몇 달 동안 냉장고에있을 수 있습니다. </li><li> 퇴적물 샘플 (즉, 1 또는 2 ㎏)의 큰 부분을 가지고 퇴적물 찾을 수있다 탄소 재료의 큰 파편 또는 존재할 수있는 일부 바위에서 제거하기 위해 적절한 메쉬 (0.2 cm)를 사용합니다. 주의 : 이러한 경우에 0.20 cm 직경 (에 0.0767)의 메쉬를 사용 하였다 있지만 시료의 입자 크기에 따라 다른 크기 일 수있다. <ol><li> 메쉬를 통해 퇴적물을 통과 한 후, 부분이 균일 한 것을 촉진하기 위해 선택한 부분을 섞는다. </li><li> 표준 방법 (11)에 따라 휘발성 부유 물질 (VSS) 내용을 결정하기 위해 분리 된 작은 샘플을 (즉, 2-3g) 가져 가라. 참고 : 단계 1.2-1.4 그림 2를 참조하십시오. </li></ol></li></ol><img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/52956/52956fig2.jpg" /> 퇴적물 샘플 2. 사진을 그림.(A) 퇴적물 샘플 직후에 촬영된다. (B) 침전물 샘플을 메쉬를 통과 한 후. 휘발성 부유 물질 이전 (VSS) 결정을 계량 촬영 (C) 샘플. 페트리 접시는 멸균 할 필요가 없습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52956/52956fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 2. 생물 반응기 설정까지 <ol><li> 이 연구의 목적을 위하여, 대안 3 L. 총 작업 볼륨 UASB 유리 반응기를 사용하여, 1 또는 2 L의 유리제 반응기를 사용한다. </li><li> 퇴적물 VSS 내용에 따라 퇴적물의 양을 계산하는 L. 1 VSS 5 g을 얻었다 접종원으로 사용될 </li><li> 계산 후의 침전물의 양이 너무 큰 경우, 바이오 리액터의 후 약 25 % 내지 30 % 양 대신 퇴적물에 의해 점유되어야한다고 고려. <ol><li> 그 이후 VSS 내용을 기록미생물 군집은 생물 반응기에 충실 할 때 변경됩니다. VSS 콘텐츠는 생물 반응기에서 활성을 감소 황산 계산을 위해 필요하다. </li></ol></li><li> 생물 반응기의 기초 중간 버퍼 용액의 최종 농도가 게레로 - 바라하스 등의 알에 의해보고 된 유사 있는지 확인하십시오. (2014) 12. <ol><li> 퇴적물, 기초 배지, 완충액 및 휘발성 지방산의 최종 부피가 반응기의 최종 작업 볼륨 동일한 지 확인. 기본 배지 제조법 (12)는 미량 금속과 비타민 솔루션에 적합한 농도가 포함되어 있습니다. </li><li> (즉, 2, 3 또는 4 단계 2.4에보고보다 배 더 집중)이 희석 될 때되도록, 그것은 인 사용 반응기의 작동 부피에 대해 적절한 농도 기초 배지 및 완충액 원액을 제조 게레로 - 바라하스 등에 의해보고 된 농도. (2014)12). 주 : 기본 배지 용 원액 그러나 완충액 만 개시까지 필요에 항상 필요하다. 이는이 시간 이후 완충액을 추가 할 필요가 없다. </li><li> 1 : 1 COD 비율 2.5 아세테이트, 프로 피오 네이트 및 부티레이트 : 휘발성 지방산의 주식 솔루션을 준비합니다. 아세트산 나트륨은 기본 배지에 포함 된 계산을 위해 고려. 원자로의 마지막 COD 농도는 2.7 G / L 있어야합니다. 주의 : 흄 후드에서이 솔루션을 준비합니다. 이 솔루션의 준비를 위해 니트릴 장갑과 고글을 착용 할 것. 계정으로도 3에 도시되어있는 휘발성 지방산의 황산 반응의 화학량 걸릴. </li><li> 반응기에 황산 이온 (SO 4 2-) 4,000 ㎎ / ℓ의 최종 농도를 제공하도록 적당한 농도의 황산나트륨의 스톡 용액 (SO 4 나 2)을 준비한다. 또한, 일 포함대신 최종 황산만큼 원액에서 추가의 기초 매체에 필요한 황산의 전자 금액 (SO 4 2-)의 농도는 권리입니다. </li></ol></li><li> 그들 반응기의 바닥에 도달 확인 기본 배지의 일부와 혼합 반응기에 퇴적물을 놓는다. <ol><li> 휘발성 지방산 용액 및 황산 용액과 혼합 기초 배지 및 버퍼 용액의 나머지를 추가한다. 휘발성 지방산의 솔루션은 액체에 주입되어 있는지 확인합니다. 참고 : 흄 후드에서이 단계를 실시한다. </li><li> 재순환 펌프에 연결 및 반응기의 파이프 라인을 설정합니다. / 분에서 60 mL의 재순환 유량을 설정한다. 34 ° C의 온도 챔버에서 생물 반응기를 설정합니다. 정기적으로 온도 변화가 있는지 확인 작은 (즉, 34 ± 1.7 ℃로) </li><li> 가스 변위 컬럼에 대한 연결을 설정합니다. 참고 : 단계 2.1-2.5 그림 4를 참조하십시오. </li> &lt;/ OL&gt; </li></ol><img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/52956/52956fig3highres.jpg" width="600" /> 그림 VFA (아세테이트, 프로 피오 네이트 및 부티레이트)와 황산 감소 3. 화학 양론. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52956/52956fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/52956/52956fig4highres.jpg" width="400" /> 그림 4. UASB 반응기. (A) 초기 시간. (B) 연속 정권 운전 300 일 후. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52956/52956fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 원자로 3. 작동은 미생물의 Sulfidogenesis과 성장을 촉진 참고 : 접종이 V를 소비하는 허용지방산 및 황산 olatile. 이를 위해, 설페이트, 설파이드 및 COD 소비 제 분석을 수행하기 일주일 동안 기다린다. <ol><li> 인큐베이션 일주일 COD에 대한 분석을 수행하도록 액체 5~7 ㎖가 샘플을 채취 한 후, 황산과 황화물 함량과 pH를, 13은 표준 방법에 따라 11. <ol><li> 메틸렌 블루 (13)는 다음의 방법으로 (670 nm의 파장 (λ)에서) 액체의 분광 분석 설파이드. <ol><li> , 25 mL의 메스 플라스크에 (w / w 2 %) 아세트산 아연 용액 5 ㎖를 배치 아세트산 아연 용액에 시료 신속 200 μL를 추가한다. </li><li> N, N - 디메틸 피의 -phenylenediamine 옥살 레이트 2.5를 가하여 (DMP) 용액 (0.2 % w / w 20 % SO H 2 4) 및 철 / w (III), 황산 암모늄 용액 (10 %, 125 μL 2 %의 H 2 SO 4), 메스 플라스크에 25 ㎖의 증류수에 완전히 w. 반응에 30 분을 기다립니다푸른 색이 안정화되는 시간입니다. (13)이 발생합니다. 참고 : 적어도 15 분을 기다립니다,하지만 더 60 분 이상은 분광 광도계의 샘플을 테스트합니다. 분광 광도계의 푸른 최종 솔루션의 판독을 실시한다. </li></ol></li><li> 표준 방법 (11)에 따라 황산을 분석합니다. 여기서, 혼탁도 방법을 사용하여, 황산 바륨 등의 황산염을 정량화. <ol><li> 컨디셔닝 용액 5 ㎖를 배치 (염산은 염산 1 : 1) 25 ㎖의 메스 플라스크에, 이전에 원심 분리 한 시료 1 ㎖ (11,320 × g에서), 증류수로 메스 플라스크의 25 mL의 완성 및 염화 바륨의 1g을 추가합니다. </li><li> 소용돌이 1 분을위한 솔루션을 섞는다. 형성과 420 나노 미터 (11)의 파장 (λ)의 분광 광도계에서 샘플을 읽을 수있는 황산 바륨 4 분 동안 기다립니다. </li></ol></li><li> 표준 방법 (11)에 따라 COD를 분석합니다. 대안 적으로, COD determina를 사용기 키트. <ol><li> COD 결정하기 전에, 결정에 방해가 될 수 나머지 황화물을 제거하기 위해 (11,320 XG에서) 철저하게 샘플을 원심 분리기. 필요한 경우 회 원심 : 처음 즉시 시료와 두번째 복용 후 6 또는 8 시간 기다렸다가 COD 분석을 수행. </li><li> , COD 판정 키트의 반응 바이알에 2 ㎖의 샘플을 추가 바이알을 밀봉하고 교반과 혼합하여 균질화. 다른 반응 바이알에 증류수 2 ㎖를 첨가하여 빈을 제조하고, 혼합물을 균질화시킨다. </li><li> 2 시간 동안 150 ° C에서 소화 반응기에서 튜브를 놓습니다. 튜브를 제거하고 어둠 속에서 냉각 할 수 있습니다. 620 nm의 파장에서 분광 광도계에서 유리 병의 측정 값을 가져 가라. </li></ol></li><li> 가스 변위 열에서 가스 부피를 얻습니다. </li></ol></li><li> 황산 소비 다른 5-7일까지 때까지 기다립니다. 황산 COD는 소비해야pproximately 전의 85 % 내지 90 %의 새로운 회분식이 개시된다. </li><li> 황산 (및 COD)이 소비되면, 완전히 단계를 반복 2.4. 각 배치에 대한 새로운 매체와 새로운 영양소를 공급한다. </li><li> 반복 3.1 및 3.2 단계를 반복합니다. 이 시점에서 각 배치는 7 10 일 사이에 지속되어야한다. </li><li> 3-4 배치가 완료되면, 단계 2.4를 반복하지만 4g / L로 COD 농도를 증가시킨다. </li><li> 단계를 반복 3.1 단계 3.2. <ol><li> 단계를 반복 3.3하지만 6g / L로 COD 농도를 증가시킨다. </li><li> 이 10g / L가 될 때까지 점진적으로 COD 농도를 증가 3.6과 3.6.1를 반복합니다. 참고 : 시간 ​​(D) 대 황산 농도 (㎎ / ℓ)를 제시 그래프를 확인합니다. </li></ol></li><li> 황산 소비 미만 24 시간에서 80 % 이상이며, 이는 일주일 이상이 발생하면, 연속 식 반응기의 작동을 전환. 연속 모드에 대해 24 시간에서 유압 체류 시간 (HRT)을 설정 및 4g의 / L의 COD와 황산의 농도를 유지10g / L에서. 주 : 시간이 지남에 따라 황산 소비해야한다 빨리. </li></ol> 4. 황산염 활동 테스트 감소 <ol><li> 이 테스트에 앞서 지속적인 정권에서 생물 반응기가 남아있는 황산 농도 10 % 미만의 변화를 제시해야합니다. </li><li> 주어진 일에, 하나 HRT주기 및 실시 단계 2.4 이후 원자로를 중지합니다. 단계 2.4.3의 경우 10g / L의 COD 농도를 사용합니다. </li><li> 생물 반응기가 공급되면, 액체의 5-7 ml의 샘플을 가지고 COD, 황산염, 황화물 (3.1 단계) 및 pH를 모든 시간 동안 분석을 수행합니다. 생산 된 가스의 부피를 기록한다. </li><li> 문학 (14)에 따라 활동을 감소 황산을 계산합니다. <img alt="식 (1)" src="/files/ftp_upload/52956/52956eq1.jpg" /></li></ol> SRA = 황산 활동을 감소 (mg의 COD-H 2 S) / gVSS * D M의 H 2 </em&gt; S = 황화물 농도 밀리그램 COD-H 2 S로 표현 VSS = 휘발성 부유 물질 농도 T = 시간 (d 또는 시간) <ol start="5"><li> ㎎ / ℓ에서 시간이 지남에 황화물의 농도에 비해 황산 소비의 비율을 보여 해당 그래프를 확인합니다. 시간이 지남에 따라 COD 소비의 비율을 보여주는 그래프를 확인합니다. 시간이 지남에 따라 pH가 변화를 보여주는 그래프를 확인합니다. </li></ol> 5. 트리클로로 에틸렌 (TCE) 감소 테스트 <ol start="1"><li> 이 테스트에 앞서 생물 반응기는 연속 정권에서 작업하고 나머지 황산 농도 10 % 미만의 변화를 제시되어 있는지 확인합니다. 생물 반응기에서 황산 감소가 90 % 미만인 경우이 테스트를 시작하지 마십시오. </li><li> 생물 반응기의 액상이 화합물의 최종 농도가 300 μM이어야 고려 트리클로의 스톡 용액 (TCE)을 준비한다. partitioni을 고려34 ° C에 대한 TCE Henry&#39;s 법 차원 상수 (H&#39;)를 사용하여 헤드 스페이스에 화합물 NG. TCE에 대한 H&#39;at 34 ° C는 0.4722이다. <img alt="식 (2)" src="/files/ftp_upload/52956/52956eq2.jpg" /> 주의 : fumehood에이 솔루션을 준비하고 장갑과 고글을 착용하십시오. <ol><li> 예를 들어, 5,000 μm의 주식 솔루션에 대해 다음과 같이 계산한다 : <img alt="식 (3)" src="/files/ftp_upload/52956/52956eq3.jpg" /> TCE 기상 농도 = (0.4722) * (5000) = 2,139 μM. TCE의 양이 헤드 스페이스로되기 때문에 원액의 제조에서 이러한 농도를 포함한다. 이어서 원액의 액체 (물)에서, 실제의 TCE 농도가 될 것이다 : 5000 + 2139 = 7139 μM. TCE 밀도 = 1.43 g / ㎖. mg의 7139 μM 변환하고 TCE의 밀도를 이용하여 콘텐츠에 대한 TCE 용액의 부피를 계산. 참고 : TCE 원액 (M)의 농도를바깥보다 낮은 5,000 μM, 즉, 3,000 또는 1,000 μm의 일이이 솔루션의 많은 볼륨의 액상 부피에 따라 생물 반응기에 전달 될 ​​수있다 방법에 따라 달라집니다. </li></ol></li><li> , TCE에 대한 가스 크로마토 그램의 표준 곡선을 제조 -1,2- 디클로로 에틸렌, 트랜스 -1,2- 디클로로 에틸렌, 비닐 클로라이드 및 에텐 CIS. TCE 원액 5.2에서 설명 된 것과 동일한 절차를 수행하여, 시스에게 이들 화합물의 스톡 용액으로부터 -1,2- 디클로로 에틸렌 및 트랜스 -1,2- 디클로로 에틸렌 표준 곡선을 준비한다. 표준 (가스통)에서 각 가스의 농도를 희석시켜, 염화 비닐과 에텐의 표준 곡선을 준비한다. <ol><li> 20~300 μM의 범위에서 이들 화합물의 표준 곡선을 준비한다. 게레로 - 바라하스 등에 의해보고 된 방법을 사용합니다. (2011) 가스 크로마토 그래프에서 이러한 화합물의 분석 (15). 주의 :이 서 준비ARD fumehood의 솔루션과 장갑과 고글을 착용하십시오. </li></ol></li><li> 주어진 일에, 하나 HRT주기 및 실시 단계 2.4 이후 원자로를 중지합니다. 단계 2.4.3의 경우 10g / L의 COD 농도를 사용합니다. </li><li> 생물 반응기가 공급되면 5.2으로 제조 원액에서 생물 반응기에 액체를 직접 TCE 추가 생물 반응기의 액상 TCE 최종 농도가 300 μM이어야한다. 12 시간에 HRT를 설정합니다. <ol><li> 한 HRT주기의 끝에서 대구, 황산 황화물의 액체 (500 ~ 1,000 μL) 및 행동 분석의 샘플을 채취 (3.1.1, 3.1.2과 3.1.3 단계). 헤드 스페이스 (100 μL 250)의 샘플을 채취하여 가스 크로마토 그래프에 -1,2- 디클로로 에틸렌, 트랜스 -1,2- 디클로로 에틸렌, 염화 비닐 및 에텐 시스, TCE에 대한 분석을 실시하고 있습니다. </li></ol></li><li> 단계를 반복 2.4. 단계 2.4.3의 경우 10g / L의 COD 농도를 사용합니다. </li><li> 생물 반응기 9 위에 표시 될 때까지 TCE 감소 테스트를 반복하지 마십시오바이오 리액터에 잔류 0 % 황산 환원 및 10 % 이하의 변화 모두, 황산 및 황산 환원. </li><li> 5.4,​​ 5.5 및 5.6 두 개 또는 세 번 이상 반복합니다. </li><li> 다만 TCE 환원 테스트가 완료되면, 미생물의 식별을 수행하는 퇴적물 샘플 (0.5 g)을 타고. 2 또는 3 TCE 감소 테스트 후이 작업을 수행합니다. </li></ol> TCE 감소 실험 후 활동 테스트를 감소 6. 황산 <ol start="1"><li> 4 단계를 반복 완전히. </li></ol> 7. 미생물 식별 <ol><li> 약 0.5g을 각각의 슬러지의 샘플을 가지고 표준 방법 (12)에 따라 RNA 총 추출한다. </li><li> (RT-PCR) 증폭 한 단계 12 중합 효소 연쇄 반응을 역전사 16S rRNA 유전자를 증폭 및 행동. </li><li> 증폭 또는 초기 접근 방식으로 문학 (11)에서 제안하는 사람을 사용하는 프라이머를 디자인합니다. 충전 앰프를 따라확인해 주시죠 절차는 문학 (12)에 제안했다. </li><li> 16S rRNA의 라이브러리를 구축합니다. PCR 증폭 산물을 클로닝 키트 (11)를 이용하여 복제 될 수있다. 일반적으로, 각 플레이트 (한 PCR 산물을 대표하는 각 식민지)에서 10 콜로니를 복제 할 수 있습니다. 문헌 12에 제안 된 방법에 따라 서열 분석을위한 플라스미드 DNA를 준비한다. </li><li> 조각의 염기 서열을 실시한다. 문헌 12에 제안 된 방법에 따라 전술 한 PCR 증폭 용 프로토콜 (단계 7.4), 클론과 PCR 외부 제품의 약 1,400 bp의 재 증폭. E.에서 재조합 플라스미드를 분리 같은 대장균 식민지 문학 (12)에 제안했다. M13 보편적 인 프라이머 (12)와 염기 서열에 대한 부분적인 절차를 수행 마십시오. </li><li> 서열 분석을 실시한다. 그 Clustal X를 사용하여 염기 서열을 맞추고 수동으로 텍스트 편집기에서 조정한다. NCBI에 databas의 BLAST 검색을 수행전자. (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/Blast.cgi) 12. </li><li> 염기 서열의 가입 번호를 얻습니다. 해당 기탁 번호 (즉, 증폭 JQ713915eJQ713925 시퀀스에서) 12 하에서 EMBL 뉴클레오티드 서열 데이터베이스 (젠 뱅크 / EMBL / DDBJ)에서 식별 된 클론의 염기 서열을 침착. </li></ol>

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저자 Selene Montserrat García-Solares, Claudio Garibay-Orijel 및 Claudia Guerrero Barajas는 2012년에 "황산염 및 염소화 화합물 함량이 높은 산업 폐수의 혐기성 처리 공정"이라는 제목의 특허 취득 신청서를 제출했습니다. 이 제출은 서식 지정 단계까지 승인되었습니다. 제출물에는 Instituto Politécnico Nacional이 권리 소유자로 있습니다.

환경 생명 공학 sulfidogenesis의 여러 응용 프로그램, 박테리아를 발효하는 폐수 처리에와 컨소시엄에서 황산염 환원 박테리아의 대사 중 가장 많이 사용되는 응용 프로그램 중 하나가 있습니다. UASB 반응기는 높은 황산 농도와 산업 폐수 처리의 주요 설계 방식 중입니다. 본 연구에서 우리는 UASB 반응기에서 해양 침전물로부터 sulfidogenic 슬러지를 얻는 프로토콜을 제시한다. 해양 침전물로부터 sulfidogenic 슬러지를 얻는 프로토콜 내의 중요한 단계가있다 : (1) 퇴적물 시료 homogeny을 촉진하는 것은 (2) 황산 휘발성 지방산의 오른쪽 농도 (COD 공급, 반응기에 배치 될 /​​ SO 42-) 비율, (3) 분석 황산 설파이드, 주기적하여 pH COD, (4) 및 미량 금속, 비타민 배치를 시작할 때마다 포함 기초 배지를 깨끗이. 그것은 sludg의 개발 것을 고려하는 것이 중요하다전자는 원래 시료의 미생물 군집에 오른쪽 질량 균형 (황산 COD)에 크...

환경 생명 공학에 가장 중요한 공헌 중 하나는 (접종) 사용 된 슬러지는 황산염 환원 조건 하에서 수행 할 수 있었다있는 생물 반응기의 디자인이었다. 황산 환원 (SR)은 COD, 중금속 및 유기 오염 물질, SR을 오니 (1)의 바람직한 특성을 만드는 사실의 동시 제거에 부가하여 고농도의 황산을 함유 폐수의 처리를 허용한다. 황산에 오염 된 폐수의 예로는 무두질, 종이, 제약 및 화학 제조 산업 (1)에서 왔습니다. 그러나 문헌의 대부분은 메탄 입상 슬러지 sulfidogenesis 2에 적용되었을 때 슬러지를 sulfidogenic을 의미한다. 이러한 조정은 일반적으로 COD / 생물 반응기에서 SO 4 2- 비 조작 및 슬러지의 2,3- 노젠을 억제하는 화학 물질을 첨가함으로써 달성된다. m 긴 시간에 추가AY sulfidogenic 과립의 형성을 필요로 노젠과 황산 감속기 및 황화물의 고농도 슬러지 공차 간의 경쟁은 생물 반응기에 사용 sulfidogenic 슬러지의 적응로부터 획득되는 경우 발생할 수있는 그 주요 문제점 중 일부입니다 주로 메탄 슬러지 조건 황산 환원합니다. 이 작품에서 우리는 상향 류 혐기성 슬러지 블랭킷 반응기 (UASB)에서 열수 통풍구 퇴적물 (푼타 미타, 나야 리트, 멕시코)에서 주로 sulfidogenic 슬러지를 획득하는 절차를 설명, 우리는 시간이 지남에 따라 활동을 감소의 황산을 평가하고 실험을 수행 환원 탈염 소화에의 응용 프로그램을 평가한다. 가 해당 사이트에 의한 특정 장소 (4) 거주 미생물 군집에 의해 전시 된 황산 감소 활동에 황화물의 형성이보고되어 있기 때문에 퇴적물의 위치는 선택되었다. 끊다가 있습니다sulfidogenesis에 메탄 세분화 된 슬러지를 적응을 통해 퇴적물에서이 sulfidogenic 슬러지를 얻는 등의 장점. 이러한 이점 중 일부이다 : (1) (3)이되는 슬러지가 적응 메탄 슬러지 작동 다른 UASB에 비해 황화물의 비교적 높은 농도를 견뎌 (2), 바이오 리액터를 동작하는 과립을 형성 할 필요가없고, 아세테이트 슬러지의 형성을 촉진하는 배지에 포함 된 휘발성 지방산의 혼합물에 사용하는 경우에도 노젠와 기판에 대한 경쟁하지 않는다. 해양 침전물은 황산, 환원 세균 박테리아 발효 세균은 몇 5,6- 물론 탈 할로겐 같은 미생물의 다양한 천연 풀 때문 절차 sulfidogenesis을 촉진 하였다. 이 프로토콜을 이용하여 개발 된 해양 침전물로부터 컨소시엄 유형 황산 환원하므로, 높은 S 효율을 나타낼 수있다<html> ulfate는 메탄과 황산염 환원 박테리아에 독성으로보고보다 더 높은 농도에서 황화 시간에 활동과 높은 내성을 감소시킨다. 한편, 탈 할로겐 기능도 프로토콜이 여기에서 제안하지만 원래 미생물 군집에 의존 할 수있다 다음으로 퇴적물에 도시되는 가능성이 높다. 이러한 가정은 환원성 탈염은 호흡 또는 cometabolism로 인해서 발생할 수 있다는 사실에 기초하여 수행되는, 해양 미생물 군집 7에서 촉진 될 수있다 두 조건. 슬러지를 얻었다 퇴​​적물 재배 이들 휘발성 지방산 황산 환원 세균의 여러 균주에 의해 사용되기 때문에 기판으로서 아세트산, 프로피온산, 부티르산의 혼합물을 사용하여 수행 하였다. 이 산은 바다 퇴적물 5,6의 탄소 질 물질에 문학의 여러 보도에 따르면, 자주 해양 퇴적물에서 발견 된 탄소 화합물의 유형입니다. 내용 &quot;&gt; 마지막으로, 전 세계 지하수 등의 물을 몸에서 발견되는 가장 독성 화합물의 일부는 트리클로로 에틸렌 (TCE) 또는 퍼 클로로 에틸렌 (PCE)와 같은 염소계 용제이다. 이들 화합물은 독성뿐만 아니라 인간에 있지만, 또한 미생물로, 여전히 미국 환경 보호국 (EPA)에 의해 우선 순위 오염 물질로 간주 특히 TCE는 8.이 작품에서 우리는에있는 sulfidogenic 슬러지 농도에서 TCE를 감소의 능력을 테스트하는 실험을 제안 메탄 조건 9,10에서 염소 화합물의 생분해에 대해보고 범위. 그것은 염소 화합물의 생분해에 대한 연구의 대부분이 메탄 조건 9,10에서 실시 된 것을 언급 할 가치가있다. 우리는이 프로토콜에 제안 된 TCE와 실험을 것을 고려 슬러지의 잠재적 인 응용의 좋은 예.이 실험의 목적은 전자 것이었다TCE에 슬러지와 활성을 감소 페이트상에서 TCE 효과 내성을 평가할. (1) (2) COD를 제거하고, (3) 분리, 황산 제거 : 염소화 화합물의 생분해에 대한 연구의 대부분은 메탄 조건 하에서 수행되는 것을 고려하면,이 프로토콜은 슬러지의 형성을 동시에하기 위해 사용될 수있다 제안 염소 화합물. 상기 공정은, (외에 황산 COD까지) 조건 하에서 메탄 평가할 수없는 두 가지 조건을 TCE 중금속의 동시 제거에 슬러지를 평가할 수 있었다.

<table><tbody><tr><td>트리클로로에틸렌&nbsp;</td><td>시그마 알드리치</td><td>251402</td><td></td></tr><tr><td>cis-1,2-디클로로테하이렌</td><td>시그마 알드리치</td><td></td><td></td></tr><tr><td>트랜스-1,2-디클로로에틸렌</td><td>시그마 알드리치</td><td>D-62209</td><td></td></tr><tr><td>염화비닐 스코티 스탠다</td>드 <td>수펠코</td><td></td><td>질소 내 1,000ppm v/v</td></tr><tr><td>에텐 스코티 스탠다</td>드 <td>수펠코</td><td></td><td>99% 순도</td></tr><tr><td></td><td>펌프 Masterflex</td><td></td><td>모델 7553-75</td></tr><tr><td>분광광도계</td><td>모든</td><td></td><td></td></tr><tr><td>마이크로 원심분리기</td><td>모든</td><td></td><td></td></tr><tr><td>가스 밀폐 주사기&nbsp;</td><td>모든</td><td></td><td>100 및 200 마이크로리터</td></tr><tr><td>UASB 유리 반응기</td><td>설계</td><td></td><td>중인</td></tr><tr><td>가스 크로마토그래프&nbsp;</td><td>모든</td><td></td><td>FID 검출기</td></tr>, <tr><td>모세관 컬럼, SPB-624</td>, <td>supelco</td><td></td><td></td></tr><tr><td>pH 측정기</td>, <td>모든</td><td></td><td></td></tr><tr><td>바이톤 튜브,</td><td>Masterflex</td><td></td><td></td></tr><tr><td>기초 매체 시약</td><td></td>, 모든 <td></td><td></td></tr><tr><td>미량 금속 시약,</td><td>모든</td><td></td><td></td></tr><tr><td>비타민, 용액, 시약</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>황산나트륨</td>, <td>모든</td><td></td><td></td></tr><tr><td>휘발성 지방산,</td><td>모든</td><td></td><td></td></tr><tr><td>COD 측정 키트</td>, <td>HACH</td><td></td><td>범위, 0-15,000 mg/L</td></tr>, <tr><td>TOPO-TA, 클로닝 키트, pCR&reg; 4.0&nbsp;</td><td>Invitrogen, US</td><td></td><td></td></tr><tr><td>S.N.A.P. TM 미니프렙 키트&nbsp;</td><td>Invitrogen, 영국</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pure link TM Quick Plasmid Miniprep kit</td><td>Invitrogen</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

상향 류 혐기성 슬러지 블랭킷 반응기에서 해양 퇴적물과 트리클로로 에틸렌 감소에서 sulfidogenic 슬러지의 개발

Development of Sulfidogenic Sludge from Marine Sediments and Trichloroethylene Reduction in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor

미생물 황산염 환원의 중요성은 환경 생명 공학에서 제공하는 다양한 응용 분야에 달려 있습니다. 공학적 황산염 환원은 화학적 산소 요구량(COD) 및 중금속과 함께 고농도의 황산염을 제거하기 위해 산업 폐수 처리에 사용됩니다. 이 공정에 대한 가장 일반적인 접근 방식은 혐기성 생물반응기를 사용하는 것으로, 주로 메탄생성 과립 슬러지를 황생성에 적응시켜 설피도겐 슬러지를 얻습니다. 이 과정은 시간이 오래 걸릴 수 있으며 슬러지에 메탄 성분이 존재하기 때문에 기판에 대한 경쟁을 항상 제거하는 것은 아닙니다. 이 연구에서는 열수 분출구 퇴적물이 미생물의 원래 공급원인 황생성 슬러지를 얻기 위한 새로운 접근 방식을 제안합니다. 황산염 및 휘발성 지방산의 존재 하에서 발달한 미생물 군집은 황화물로 인한 억제를 나타내지 않고 장기간에 걸쳐 황산염 환원을 유지할 수 있을 만큼 충분히 넓습니다. 
이 프로토콜은 상향류 혐기성 슬러지 블랭킷(UASB) 유형의 반응기의 퇴적물에서 슬러지를 생성하는 절차를 설명합니다. 또한, 이 프로토콜은 트리클로로에틸렌(TCE)과 같은 독성이 강한 유기 오염 물질의 모델을 환원적 탈염소화(reductive dechlorination)를 통해 제거하는 슬러지의 능력을 입증하는 절차를 제시합니다. 프로토콜은 (1) 슬러지의 형성 및 UASB에서의 황산염 환원 활성의 측정, (2) 슬러지에 의한 TCE를 제거하는 실험, (3) TCE 환원 후 슬러지에서 미생물의 식별의 세 단계로 나뉩니다. 이 경우 퇴적물은 멕시코에 위치한 현장에서 가져왔지만, 해양 퇴적물은 황산염 환원 박테리아가 풍부할 수 있는 천연 미생물 풀이기 때문에 이 절차를 사용하여 황산성 슬러지를 생성하는 것은 다른 퇴적물 출처를 취하는 경우 작동할 수 있습니다.

생물 반응기에서 황산 환원 전형적인 동작은도 5에 도시되어있다. 이것은 동작 황산 환원 첫 주 동안 느린 것이라고 통지하는 것이 중요하다. 그러나 천천히, 시간이 지남에 황산 90 %의 소비는 접종이 황산염 환원 박테리아 풍부한 따라서 황산을 감소시킬 수있는 미생물 지역 사회를 개발하고 있음을 나타냅니다. 도면에서 다른 기간에는 황산 환원 시간이 지남에 그 속도를 증가되었음을 나타낸다. 처음에, 배치 황산 20 일 다음의 감소 속도가 증가하고, (기간 I)를 감소하는 데 걸린, 그리고 공급 황산 (기간 II)를 감소 10 일 정도 걸렸다. 기간 III 황산염 환원 적은 변동을 제시하고는도 5에서 알 수 있듯이이 10 일의 평균에 달성되었다.이 기간 후, 황산 환원 4 일 (기간 IV)의 평균을 가져다주기 V 4000에서 황산 mg을 / L미만 24 시간에서 소비되었다. 생물 반응기의 성능은 24 시간의 HRT 200 일 후 연속 모드로 설정되었다. <p cla...

미생물 황산염 환원은 환경 생명 공학에서 매우 중요한 과정입니다. 설피도겐 반응기의 성공 여부는 무엇보다도 슬러지의 미생물 조성에 달려 있습니다. 여기에서는 환원성 탈염소화 목적으로 UASB 반응기의 열수 분출구 퇴적물에서 황생성 슬러지를 개발하는 프로토콜을 제시합니다.

상향 류 혐기성 슬러지 블랭킷 반응기에서 해양 퇴적물과 트리클로로 에틸렌 감소에서 Sulfidogenic 슬러지의 개발

The importance of microbial sulfate reduction relies on the various applications that it offers in environmental biotechnology. Engineered sulfate ...

다음 실험의 전반적인 목표는 A-U-A-S-B 반응기 내의 해양 퇴적물로부터 황화물 생성 슬러지를 개발하고, TRICHLOROETHYLENE 또는 TCE의 환원에 대한 성능을 평가하는 것입니다. 이는 적절한 무기물, 배지 비타민 및 전자 공여체로 작용하는 휘발성 지방산이 있는 환경에서 황산염 환원 세균이 농축될 수 있도록 해양 퇴적물을 수집하여 매우 다양한 미생물 풀을 확보함으로써 달성됩니다. 두 번째 단계로, 해양 퇴적물을 A-U-A-S-B 반응기의 접종원으로 사용하며, 반응기는 황산염 환원 활성이 안정 상태에 도달할 때까지 수주 동안 황산염 환원 조건에서 설정 및 유지됩니다.다음으로, 황산염 생성 UASB 반응기 내의 컨소시엄이 TCE 환원 능력을 갖추고 있는지 평가하여, 황산염 생성 과정이 활성 상태일 때 슬러지가 유기 오염 물질을 변환할 수 있는 능력을 분석합니다. 결과 분석을 통해 바이오리액터 내에 황화물 생성이 확립되었으며, 미생물 군집 분석을 바탕으로 슬러지가 황산염 환원 조건에서 TCE를 환원할 수 있음을 확인하였습니다. 이는 TCE의 환원이 황산염 환원 박테리아와 발효 박테리아로 구성된 컨소시엄에 의해 수행되었음을 시사합니다. 메탄 생성균 군집을 토시스(Tosis)에 적응시키는 것과 같은 기존 방법과 비교했을 때 이 절차의 주요 장점은, 이렇게 얻은 군집이 더 높은 황산염 농도에 내성이 있으며 메탄 생성균과의 기질 경쟁이 발생하지 않는다는 점입니다.일반적으로 이 방법에 익숙하지 않은 사람들은 슬롯(slot)이 즉각적으로 형성될 것이라고 기대하기 때문에 어려움을 겪습니다. 이들은 영양분과 황화물을 바이오리액터에 필요 이상으로 자주 또는 너무 드물게 첨가하는 경향이 있을 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 결국 시스템의 불균형만을 초래할 뿐입니다.반응 과정과 다음 단계의 적절한 타이밍을 파악하기 위해 COD, 황산염 및 설페이트에 대한 주기적인 분석을 수행하는 것이 편리합니다. 우리는 유기물 황산염과 오염 물질 제거를 결합할 수 있는 고활성 설포제닉 롯지를 원했기 때문에 이 방법의 아이디어를 처음 얻게 되었으며, 이는 특히 일부 오염 물질이 중금속과 혼합되어 있을 때 메타제닉 조건 하에서는 달성할 수 없는 것입니다. 우리는 컨소시엄 내 박테리아 식별을 위해 우수한 장비를 갖춘 일반적인 방법을 사용했습니다.분석 대상으로 16S rRNA 유전자 영역을 설정하였으며, 본 절차를 시작하여 박테리아의 흥미로운

development-sulfidogenic-sludge-from-marine-sediments

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실험실 규모의 혐기성 digesters 과학자 혐기성 생물 공학의 기존 애플 리케이션을 최적화하는 새로운 방법을 연구하고 다양한 유기 폐기물의 메탄 생산 잠재력을 평가할 수 있습니다. 이 문서는 지속적으로 혐기성 소화조를 흔들 실험실 규모의 건설, 접종, 운영 및 모니터링을위한 일반 모델을 소개합니다.

시스템 설치 및 기본 작업 : Biogas로 유기 폐기물을 변환하는 혐기성 소화조를 지속 - 흔들

폐수에서 침전된 고형물을 모방한 합성 슬러지가 파종된 밀봉된 무산소 반응기인 혐기성 소화조로 시작하십시오.슬러지에는 혼합 미생물 군집인 중온성 혐기성 미생물이 포함되어 있습니다.이 미생물은 적당한 온도에서 번성하며 슬러지 유기물의 소화를 촉진합니다.슬러지를 지속적으로 혼합하여 박테리아 활동을 유지하고 소화를 촉진합니다.나중에 생분해성 폴리머인 바이오플라스틱을 슬러지에 첨가합니다.배양하는 동안 가수분해 박테리아가 바이오플라스틱에 부착되어 수용성 화합물로 전환됩니다.그런 다음 발효 박테리아는 이러한 화합물을 단쇄 유기산인 휘발성 지방산으로 변환합니다.메탄을 생성하는 미생물인 메탄 생성 물질은 이러한 산을 활용하여 메탄 가스와 이산화탄소를 생성하여 바이오가스를 형성합니다.바이오가스는 출구를 통해 반응기를 빠져나가 가스 샘플링 백에 수집됩니다.이 공동 소화 방법을 사용하면 바이오 플라스틱과 슬러지를 재생 가능한 바이오가스로 효율적으로 소화할 수 있습니다.

바이오가스 생산을 위한 바이오플라스틱의 혐기성 소화

소설 상향 류 혐기성 솔리드 스테이트 (UASS) 반응기는 섬유 원료로부터 바이오 가스 생산을 위해 사용되었다. UASS 반응기에서 Digestate 열수 가압 회분식 반응기에서 HTC의 바이오 숯으로 탄화되었다. 이 바이오 에너지 개념의 통합은 전반적 바이오 에너지의 생산을 증가시키기 위해 본 연구에 적용 하였다.

바이오 에너지 생산을위한 통합 혐기성 소화 및 열수 탄화의 평가

고밀도 생물 반응기(HDBR)라는 새로운 반응기 설계가 고밀도 미생물 군집의 배양 및 연구를 위해 제시됩니다. 여기에서 HDBR은 혼합 고밀도 조류 군집에 의한 질소 대사 연구를 위한 광생물반응기(PBR) 구성에 성공적으로 적용됩니다.

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