Opracowanie osadu sulfidogennego z osadów morskich i redukcja trichloroetylenu w reaktorze z przepływem atmosferycznym z przepływem atmosferycznym

Ogólnym celem poniższego eksperymentu jest opracowanie szlamu siarczkowo-genowego z osadów morskich w reaktorze A-U-A-S-B i ocena jego wydajności przy redukcji TRICHLOROETYLENU lub TCE. Osiąga się to poprzez zbieranie osadów morskich w celu uzyskania puli wielu różnych mikroorganizmów, które są wzbogacone w bakterie redukujące siarczany, gdy znajdują się w środowisku odpowiedniego minerału, pożywki witaminowej i lotnych kwasów tłuszczowych, które służą jako donory elektronów. W drugim etapie osady morskie są wykorzystywane jako inokulum w reaktorze A-U-A-S-B, który jest ustawiany i utrzymywany w warunkach redukcji siarczanów przez kilka tygodni, aż osiągnie stałą aktywność redukującą siarczany.

Następnie konsorcjum w cytogennym reaktorze UASB jest oceniane pod kątem redukcji TCE w celu oceny zdolności osadu do przekształcania zanieczyszczeń organicznych, gdy agenezja siarków jest nadal aktywna. Wyniki pokazują, że agenezja siarczków została ustalona w bioreaktorze i że osad był w stanie zredukować TCE w warunkach redukcji siarczanów w oparciu o analizę społeczności mikrobiologicznej, co sugeruje, że redukcja TCE została przeprowadzona w konsorcjum utworzonym przez bakterie redukujące siarczany i fermentacyjne. Główną zaletą tej procedury w porównaniu z istniejącymi metodami, takimi jak adaptacja loży metanogenów do Tozy, jest to, że uzyskana loża jest tolerancyjna na wyższe stężenia siarczanów i nie stanowi konkurencji o substrat z metanogenami.

Ogólnie rzecz biorąc, osoby, które dopiero zaczynają korzystać z tej metody, będą miały trudności, ponieważ oczekują natychmiastowego utworzenia slotu. Mogą mieć tendencję do dodawania składników odżywczych i siarczków do bioreaktora, rzadziej lub częściej niż jest to wymagane. Takie podejścia doprowadzą jedynie do zachwiania równowagi systemowej.

Wygodne jest przeprowadzanie okresowej analizy siarczanu i siarczanu ChZT, aby poznać przebieg reakcji i właściwy czas na następną piątą. Po raz pierwszy wpadliśmy na pomysł tej metody, ponieważ chcieliśmy, aby wysoce aktywny loża fotogeniczny z siarczanów siarczanu i zanieczyszczeń łączył siarczany materii organicznej i usuwanie zanieczyszczeń, czego nie można osiągnąć w warunkach metagenicznych, szczególnie gdy niektóre zanieczyszczenia są mieszane ciężkimi metodami. Zastosowaliśmy ogólną metodę z dobrym sprzętem do identyfikacji bakterii w konsorcjum.

Region genu 16 S-R-R-N-A był celem analizy i znaleźliśmy interesujące ogólne informacje o bakteriach, aby rozpocząć tę procedurę. Pobrać próbki morskie zgodnie z opisem w protokole tekstowym. W laboratorium należy pobrać dużą część próbki osadu i użyć odpowiedniej siatki, aby wyeliminować duże zanieczyszczenia materiału węglowego z osadów.

Po przepuszczeniu osadu przez siatkę należy wymieszać wybraną porcję, aby upewnić się, że jest jednorodna. Do celów tej pracy należy użyć szklanego reaktora z beztlenowym szlamem z przepływem wznoszącym o łącznej objętości roboczej trzech litrów. Upewnij się, że końcowe objętości osadów, podłoża bazowego, roztworu buforowego i lotnych kwasów tłuszczowych są równe końcowej objętości roboczej reaktora.

Przygotować roztwór podstawowy podłoża zawierającego chlorek fosforanów, azot, sole magnezu, metale śladowe i witaminy z roztworem buforowym wodorowęglanu, biorąc pod uwagę objętość roboczą reaktora. Następnie przygotuj roztwór łodygi lotnych kwasów tłuszczowych składający się z octanu, propionianu i maślanu. Przy chemicznym zapotrzebowaniu na tlen od 2,5 do jednego lub proporcji ChZT, końcowe stężenie ChZT w reaktorze musi wynosić 2,7 grama na litr.

Na koniec należy przygotować roztwór podstawowy siarczanu sodu w odpowiednim stężeniu, aby dostarczyć do reaktora końcowe stężenie 4 000 miligramów na litr jonu siarczanowego. Po przygotowaniu roztworów umieść osady w reaktorze wymieszane z częścią podłoża podstawowego, aby upewnić się, że dotrą do dna reaktora. Zmieszać pozostałą część podłoża podstawowego i roztwór buforowy z roztworem lotnych kwasów tłuszczowych i roztworem siarczanu.

Upewnij się, że roztwór lotnych kwasów tłuszczowych wlewa się do płynu. Następnie dodaj połączone roztwory do reaktora. Ustawić połączenia i rurociągi reaktora z pompą recyklingową.

Następnie ustaw natężenie przepływu recyklingu na 60 mililitrów na minutę. Regularnie ustawiaj bioreaktor w komorze temperaturowej na 34 stopnie Celsjusza. Sprawdź, czy wahania temperatury są niewielkie.

Na koniec ustaw połączenia z kolumną wyporową gazu. Po tygodniu inkubacji pobrać próbkę od pięciu do siedmiu mililitrów cieczy w celu przeprowadzenia analizy pod kątem zawartości siarczanów i siarczków ChZT oraz pH. Postępując zgodnie ze standardowymi metodami, przeanalizuj siarczek w cieczy metodą błękitu metylenowego.

Najpierw umieść pięć mililitrów roztworu octanu w kolbie miarowej o pojemności 25 mililitrów. I szybko dodaj 200 mikrolitrów próbki do roztworu octanu. Następnie dodaj 2,5 mililitra roztworu DMP i 125 mikrolitrów roztworu siarczanu żelaza i trzech amonów.

Uzupełnić 25 mililitrów kolby miarowej wodą destylowaną. Odczekaj 30 minut, aż nastąpi reakcja, aby ustabilizował się niebieski kolor. Po zakończeniu reakcji odczekaj co najmniej 15 minut, ale nie dłużej niż 60 minut.

Aby przetestować próbki w spektrofotometrze, należy przeprowadzić odczyt końcowego niebieskiego roztworu w spektrofotometrze o długości fali 670 nanometrów. Określ ilościowo siarczan jako siarczan baru przy użyciu metody turbometrycznej. Najpierw umieść pięć mililitrów roztworu kondycjonującego w kolbie miarowej o pojemności 25 mililitrów.

Następnie dodać jeden mililitr próbki, która została wcześniej odwirowana w temperaturze 11 320 razy G. Uzupełnić 25 mililitrów kolby miarowej wodą destylowaną i dodać jeden gram chlorku baru. Mieszaj roztwór przez jedną minutę w wirze. Odczekaj cztery minuty, aż utworzy się siarczan baru i odczytaj próbkę w spektrofotometrze o długości fali 420 nanometrów.

Aby przygotować się do oznaczania ChZT, należy dokładnie odwirować próbkę w celu usunięcia pozostałego siarczku, który może zakłócać oznaczanie ChZT. Po odwirowaniu dodać dwa mililitry próbki do fiolki reakcyjnej zestawu do oznaczania ChZT. Zamknąć fiolkę i homogenizować mieszaninę przez delikatne mieszanie.

Przygotować ślepą próbę, dodając dwa mililitry wody destylowanej do innej fiolki reakcyjnej i homogenizować mieszaninę. Umieścić fiolki w reaktorze do wytrawiania w temperaturze 150 stopni Celsjusza na dwie godziny. Następnie wyjmij fiolki i pozwól im ostygnąć w ciemności.

Wykonaj odczyty fiolek w spektrofotometrze na długości fali 620 nanometrów. Następnie uzyskaj objętość gazu z kolumny wyporności gazu. Po spożyciu siarczanu należy dostarczyć świeże, średnie i nowe składniki odżywcze dla każdej partii.

Tak jak wcześniej, gdy zużycie siarczanów przekracza 80% w mniej niż 24 godziny i dzieje się to dłużej niż tydzień, przełącz pracę reaktora w tryb ciągły na tryb ciągły. Ustaw hydrauliczny czas retencji lub HRT na 24 godziny, regulując przepływ w pompie i utrzymuj stężenie siarczanów na poziomie czterech gramów na litr, a ChZT na poziomie 10 gramów na litr w danym dniu. Zatrzymaj reaktor po jednym cyklu HTZ i dostarczaj świeże, pożywki i nowe składniki odżywcze do każdej partii, tak jak wcześniej, używając stężenia ChZT 10 gramów na litr.

Po nakarmieniu bioreaktora należy pobrać od pięciu do siedmiu mililitrów próbek cieczy i co godzinę przeprowadzać analizę pod kątem siarczanu, siarczku i pH ChZT. Należy również odnotować objętość gazu wyprodukowanego do badania TCE. Przygotować roztwór podstawowy TCE, biorąc pod uwagę, że końcowe stężenie tego związku w fazie ciekłej bioreaktora musi wynosić 300 mikromolowych.

Rozważ podział związku na przestrzeń nad głową przy użyciu prawa Henry'ego Stała bezwymiarowa dla TCE przy 34 stopniach Celsjusza. Następnie przygotowuje krzywe wzorcowe na chromatografie gazowym dla każdego ze związków, które mają być analizowane przy użyciu metod wymienionych w protokole tekstowym w danym dniu. Zatrzymaj reaktor po jednym cyklu HTZ i dostarczaj świeże, pożywki i nowe składniki odżywcze do każdej partii, tak jak wcześniej, używając stężenia ChZT 10 gramów na litr.

Po nakarmieniu bioreaktora dodaj TCE bezpośrednio do cieczy w bioreaktorze z roztworu podstawowego. Końcowe stężenie TCE w fazie ciekłej bioreaktora musi wynosić 300 mikromolów. Ustaw HRT na 12 godzin na koniec jednego cyklu HRT.

Pobrać próbki cieczy i przeprowadzić analizę na obecność siarczanu i siarczku ChZT. Należy również pobrać próbki przestrzeni nad roztworem i przeprowadzić analizę w chromatografie gazowym. Przedstawiono tutaj typowe zachowanie redukcji siarczanów w bioreaktorze.

Ważne jest, aby zauważyć, że w pierwszych tygodniach operacji redukcja siarczanów będzie powolna. Różne okresy wskazują, że redukcja siarczanów zwiększała swoje tempo w czasie, aż do spożycia 4 000 miligramów na litr siarczanu w czasie krótszym niż 24 godziny. Wtedy reaktor pracował w trybie ciągłym.

Rozwój osadu jest pokazany w reprezentatywnych wynikach reaktora dotyczących redukcji siarczanów. Pokazano tutaj stężenie siarczków, spożycie ChZT i zmiany pH w czasie. Wyniki te uzyskano w eksperymentach przeprowadzonych po tym, jak bioreaktor znajdował się w reżimie ciągłym przez kilka tygodni.

W przypadku doświadczenia, w którym osad został przetestowany pod kątem zdolności do redukcji TCE, uzyskane wyniki przedstawiono tutaj. Uzyskana aktywność redukująca siarczany była nieco niższa niż uzyskana przed edycją TCE. Chromatograf gazowy wykazał, że około 80% TCE zostało zredukowane do siarczanu et Ethanu, bakterie redukujące, bakterie fermentujące i bakterie de halogenujące zostały zidentyfikowane w osadzie opracowanym przy użyciu tego protokołu.

Rodzaje bakterii, takie jak sulfa vibrio de sulfa, microbial des sulfide bacterium, clostridium deha backer i SUL fossum zostały związane z redukcją siarczanów i biodegradacją związków chlorowanych Po opanowaniu technikę tę można wykonać w podobny sposób z różnymi osadami morskimi, jeśli jest wykonywana prawidłowo. Czas, w którym ten szałas się rozwija, może zależeć od źródła osadów podczas tej procedury. Pamiętaj, że najważniejszą rzeczą do zrobienia jest okresowe sprawdzanie bilansu masy siarczanu i siarczanu ChZT.

Im bardziej aktywna loża została uzyskana, tym większa możliwość wykorzystania jej do redukcji TCE i ostatecznie do degradacji każdego innego toksycznego związku, który może ulec degradacji w warunkach redukcji siarczanów. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak wyhodować Genics Lodge z osadów morskich w reaktorze USB i ocenić jego wydajność w zakresie redukcji TC. Powinieneś zrozumieć, jak zaszczepić reaktor, jak śledzić reakcję redukcji w czasie i jak przeprowadzić test redukcji TCE zgodnie z tą procedurą.

Inne metody, takie jak sekwencjonowanie okresowe analizy innych genów, mogą być przeprowadzone w celu uzyskania odpowiedzi na dodatkowe pytania, takie jak liczba bakterii, które mamy na ogół, lub w jaki sposób konsorcjum może zdegradować środowisko fotogeniczne TCE Insul.