Разработка сульфидогенных шлам из морских отложений и уменьшению трихлорэтилена в одеяло реактора с восходящим потоком анаэробного ила

Общей целью данного эксперимента является получение сульфидного генного ила из морских отложений в реакторе A-U-A-S-B и оценка его эффективности по восстановлению трихлорэтилена или ТХЭ. Это достигается путем сбора морских отложений с получением пула большого разнообразия микроорганизмов, которые обогащаются сульфатредуцирующими бактериями в среде соответствующих минералов, средних витаминов и летучих жирных кислот, служащих в качестве доноров электронов. В качестве второго этапа морские отложения используются в качестве инокулюма в реакторе A-U-A-S-B, который устанавливается и поддерживается в условиях сульфатредуцирования в течение нескольких недель до тех пор, пока он не достигнет устойчивой сульфатредуцирующей активности.

Затем консорциум в реакторе Sulf Cytogenic UASB оценивается на предмет восстановления ТХЭ с целью оценки способности осадка преобразовывать органические загрязнители в период активной агенезии сульфа. Результаты показывают, что в биореакторе был установлен сульфидный агенез и что осадок был способен восстанавливать ТХЭ в условиях сульфатредуцирования на основе анализа микробного сообщества, что позволяет предположить, что восстановление ТХЭ осуществлялось в консорциуме, образованном сульфатредуцирующими и ферментативными бактериями. Основное преимущество этой процедуры перед существующими методами адаптации метаногенов к Tosis заключается в том, что полученный препарат толерантен к более высоким концентрациям сульфатов и не составляет конкуренции за субстрат с метаногенами.

Как правило, новички в этом методе будут испытывать трудности, потому что они ожидают немедленного формирования слота. Они могут иметь тенденцию добавлять питательные вещества и сульфиды в биореактор либо реже, либо чаще, чем требуется. Такие подходы приведут только к системному дисбалансу.

Удобно проводить периодический анализ на сульфат ХПК и сульфат, чтобы знать ход реакции и правильное время для следующей пятой. Идея этого метода возникла у нас, потому что мы хотели создать высокоактивный фотогеничный сульфатный организм, который сочетал бы в себе удаление сульфатов органических веществ и загрязняющих веществ, что невозможно сделать в метагенных условиях, особенно когда некоторые из загрязняющих веществ смешиваются с тяжелыми методами. Мы использовали общий метод с хорошим оборудованием для идентификации бактерий в консорциуме.

Область гена 16 S-R-R-N-A была мишенью для анализа, и мы обнаружили интересную общую информацию о бактериях, чтобы начать эту процедуру. Соберите морские пробы, как описано в текстовом протоколе. Оказавшись в лаборатории, возьмите большую часть образца отложений и используйте подходящую сетку, чтобы удалить крупные обломки углеродистого материала из отложений.

Пропустив осадок через сетку, перемешайте выбранную порцию, чтобы она была однородной. Для проведения данной работы используется восходящий анаэробный шламовый стеклянный реактор с общим рабочим объемом три литра. Следите за тем, чтобы конечные объемы осадка базальной среды, буферного раствора и летучих жирных кислот были равны конечному рабочему объему реактора.

Приготовьте исходный раствор базальной среды, содержащей фосфат хлорид, азот, соли магния, микропримеси металлов и витамины с буферным раствором бикарбоната с учетом рабочего объема реактора. Далее приготовьте стебель раствор летучих жирных кислот, состоящий из ацетата, пропионата и бутирата. При соотношении 2,5 к одному к 1 потребности в химическом кислороде или пропорции ХПК конечная концентрация ХПК в реакторе должна составлять 2,7 грамма на литр.

Наконец, приготовьте исходный раствор сульфата натрия в соответствующей концентрации, чтобы доставить в реактор конечную концентрацию 4000 мг на литр сульфат-иона. После того, как растворы будут приготовлены, поместите осадок в реактор, смешав его с частью базальной среды, чтобы убедиться, что они достигнут дна реактора. Смешайте оставшуюся часть базальной среды и буферного раствора с раствором летучих жирных кислот и раствором сульфата.

Следите за тем, чтобы в жидкость был влит раствор летучих жирных кислот. Затем добавьте объединенные растворы в реактор. Установите соединения и трубопроводы реактора на рециркуляционный насос.

Затем установите скорость потока рециркуляции на уровне 60 миллилитров в минуту. Регулярно устанавливайте биореактор в термокамере на 34 градуса Цельсия. Убедитесь, что колебания температуры небольшие.

Наконец, установите соединения с колонной газового вытеснения. После одной недели инкубации возьмите пробу от пяти до семи миллилитров жидкости, чтобы провести анализ на содержание сульфатов и сульфидов ХПК, а также pH. Следуя стандартным методам, проанализируйте сульфид в жидкости с помощью метода метиленового синего.

Сначала поместите пять миллилитров раствора ацетата цинка в мерную колбу объемом 25 миллилитров. И быстро добавить 200 микролитров образца в раствор ацетата цинка. Затем добавляют 2,5 миллилитра раствора ДМП и 125 микролитров раствора сульфата железа трех аммоний.

Дополните 25 миллилитров мерной колбы дистиллированной водой. Подождите 30 минут, пока не произойдет реакция, чтобы синий цвет стабилизировался. Как только реакция будет завершена, подождите не менее 15 минут, но не более 60 минут.

Чтобы протестировать образцы в спектрофотометре, проведите считывание конечного синего раствора в спектрофотометре на длине волны 670 нанометров. Количественное определение сульфата в виде сульфата бария с помощью турбометрического метода. Сначала поместите пять миллилитров кондиционирующего раствора в мерную колбу объемом 25 миллилитров.

Затем добавьте один миллилитр пробы, которая была предварительно центрифугирована при 11, 320 градусах Г. Заполните 25 миллилитров мерной колбы дистиллированной водой и добавьте один грамм хлорида бария. Перемешайте раствор в течение одной минуты в вихре. Подождите четыре минуты, пока образуется сульфат бария, и считайте образец в спектрофотометре на длине волны 420 нанометров.

Чтобы подготовиться к определению ХПК, тщательно центрифугируйте образец, чтобы удалить оставшийся сульфид, который может помешать определению ХПК. После центрифугирования добавьте два миллилитра образца в реакционный флакон набора для определения ХПК. Закройте флакон и гомогенизируйте смесь путем осторожного перемешивания.

Приготовьте заготовку, добавив два миллилитра дистиллированной воды в другой реакционный флакон и гомогенизируйте смесь. Поместите флаконы в реактор для сбраживания при температуре 150 градусов Цельсия на два часа. Затем достаньте флаконы и дайте им остыть в темноте.

Снимите показания флаконов в спектрофотометре на длине волны 620 нанометров. Затем получите объем газа из колонны вытеснения газа. После того, как сульфат будет употреблен, подавайте свежие, средние и новые питательные вещества для каждой партии.

Как и раньше, когда расход сульфатов превышает 80% менее чем за 24 часа, и это происходит более одной недели, переключите работу реактора в непрерывный режим на непрерывный режим. Установите время гидравлического удержания или HRT на 24 часа, регулируя расход в насосе, и поддерживайте концентрацию сульфатов на уровне четырех граммов на литр, а ХПК на уровне 10 граммов на литр в любой день. Остановите реактор после одного цикла ЗГТ и подавайте свежие, средние и новые питательные вещества для каждой партии, как это делалось ранее, используя концентрацию ХПК 10 граммов на литр.

После того, как биореактор будет загружен, возьмите от пяти до семи миллилитровых проб жидкости и выполняйте анализ на сульфат, сульфид и pH ХПК каждый час. Кроме того, запишите объем газа, произведенного для испытания TCE. Готовьте стоковый раствор ТХЭ с учетом того, что конечная концентрация этого соединения в жидкой фазе биореактора должна составлять 300 микромоляров.

Рассмотрим разделение соединения на свободное пространство с помощью закона Генри Безразмерная постоянная для ТХЭ при 34 градусах Цельсия. Затем подготавливаются стандартные кривые на газовом хроматографе для каждого из анализируемых соединений с использованием методов, указанных в текстовом протоколе в любой конкретный день. Остановите реактор после одного цикла ЗГТ и подавайте свежие, средние и новые питательные вещества для каждой партии, как это делалось ранее, используя концентрацию ХПК 10 граммов на литр.

После того, как биореактор будет загружен, добавьте ТХЭ непосредственно в жидкость в биореакторе из исходного раствора. Конечная концентрация ТХЭ в жидкой фазе биореактора должна составлять 300 микромоляров. Установите ЗГТ на 12 часов в конце одного цикла ЗГТ.

Берут пробы жидкости и проводят анализ на сульфат и сульфид ХПК. Также берут пробы свободного пространства и проводят анализ в газовом хроматографе. Здесь показано типичное поведение восстановления сульфатов в биореакторе.

Важно отметить, что в течение первых недель операции восстановление сульфатов будет медленным. Различные периоды указывают на то, что скорость восстановления сульфатов увеличивалась с течением времени до тех пор, пока 4000 миллиграммов на литр сульфата не были израсходованы менее чем за 24 часа. Тогда реактор работал в непрерывном режиме.

Развитие осадка показано в репрезентативных результатах реактора по восстановлению сульфатов. Здесь показаны концентрация сульфидов, расход ХПК и изменения pH с течением времени. Эти результаты были получены в экспериментах, проведенных после того, как биореактор находился в непрерывном режиме в течение нескольких недель.

Для эксперимента, в котором осадок был испытан на способность восстанавливать ТХЭ, полученные результаты приведены здесь. Полученная сульфатредуцирующая активность была несколько ниже, чем до издания ТВК. Газовый хроматограф показал, что примерно 80% ТХЭ было восстановлено до сульфата этана Этана, при этом в осадке, полученном с использованием этого протокола, были идентифицированы восстанавливающие бактерии, ферментирующие бактерии и дегалогенирующие бактерии.

Роды бактерий, такие как sulfa vibrio de sulfa, microbial des sulfide bacterium, clostridium deha backer и SUL fossum, были связаны с восстановлением сульфатов и биодеградацией хлорированных соединений. Промежуток времени для развития этого домика может зависеть от источника отложений во время этой процедуры. Помните, что самое главное, что нужно делать, это периодически проверять баланс массы на сульфат и сульфат ХПК.

Чем активнее получено ложевое вещество, тем выше вероятность его использования для восстановления ТХЭ и, в конечном итоге, для разложения любого другого токсичного соединения, которое может разлагаться в условиях сульфатредуцирования. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как разработать Genics Lodge из морских отложений в USB-реакторе и оценить его эффективность по снижению TC. Вы должны понимать, как инокулировать реактор, как следить за реакцией восстановления с течением времени и как проводить тест на восстановление ТХЭ после этой процедуры.

Другие методы, такие как секвенирование других генов, могут быть выполнены, чтобы ответить на дополнительные вопросы, например, сколько бактерий у нас на общее количество или как консорциум может ухудшить фотогеничную среду TCE Insul.