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एक Upflow अवायवीय कीचड़ कंबल रिएक्टर में समुद्री तलछट और ट्राइक्लोरोथिलीन कमी से Sulfidogenic कीचड़ का विकास

doi: 10.3791/52956 Published: October 15, 2015

Introduction

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पर्यावरण जैव प्रौद्योगिकी के लिए सबसे महत्वपूर्ण योगदान में से एक (inoculum) का इस्तेमाल किया कीचड़ सल्फेट को कम करने की शर्तों के तहत प्रदर्शन करने में सक्षम था जिसमें बायोरिएक्टर का डिजाइन किया गया। सल्फेट कमी (एसआर) कॉड, भारी धातुओं और जैविक प्रदूषण, एसआर कीचड़ 1 के एक वांछनीय विशेषता में आता है कि एक तथ्य के एक साथ हटाने के अलावा सल्फेट के उच्च सांद्रता होते हैं कि अपशिष्ट जल धाराओं के उपचार की अनुमति देता है। सल्फेट के साथ दूषित कचरे के कुछ उदाहरणों का कारख़ाना, कागज, दवा और रासायनिक विनिर्माण उद्योगों 1 से आते हैं। हालांकि, साहित्य का सबसे methanogenic बारीक कीचड़ sulfidogenesis 2 के लिए अनुकूलित किया गया है जब कीचड़ sulfidogenic को दर्शाता है। यह अनुकूलन सामान्यतः कॉड / बायोरिएक्टर में ऐसा 4 2- अनुपात जोड़ तोड़ और कीचड़ 2,3 में methanogens को बाधित करने के लिए रसायनों जोड़कर उपलब्ध हो जाता है। मी है कि लंबे समय के अलावाप्र sulfidogenic कणिकाओं के गठन की आवश्यकता होती है, methanogens और सल्फेट reducers और सल्फाइड की उच्च सांद्रता के लिए कीचड़ की सहिष्णुता के बीच प्रतियोगिता बायोरिएक्टर में इस्तेमाल sulfidogenic कीचड़ के अनुकूलन से प्राप्त होता है, तो पैदा हो सकता है कि मुख्य समस्याओं में से कुछ कर रहे हैं मुख्य रूप से methanogenic कीचड़ की स्थिति को कम करने सल्फेट। इस काम में, हम एक upflow अवायवीय कीचड़ कंबल रिएक्टर (UASB) में जल उष्मा अवसादों (पंटा मीता, Nayarit, मेक्सिको) से एक मुख्य रूप से sulfidogenic कीचड़ प्राप्त करने के लिए प्रक्रिया का वर्णन है, तो हम समय के साथ गतिविधि को कम करने में अपनी सल्फेट का मूल्यांकन करने और एक प्रयोग किया reductive dechlorination पर अपने आवेदन का मूल्यांकन करने के लिए। यह उस साइट में कारण है कि विशेष जगह 4 में रहने माइक्रोबियल समुदाय द्वारा प्रदर्शित सल्फेट को कम गतिविधि के लिए सल्फाइड का गठन है बताया गया है कि क्योंकि अवसादों का स्थान चुना गया था।

तोड़ रहे हैंsulfidogenesis को methanogenic बारीक कीचड़ अनुकूल ढालने के ऊपर अवसादों से इस sulfidogenic कीचड़ प्राप्त करने में अल लाभ। इन फायदों में से कुछ हैं: (1) यह (3) है कीचड़ अनुकूलित methanogenic कीचड़ के साथ काम करते हैं कि दूसरों UASB की तुलना में सल्फाइड के अपेक्षाकृत उच्च सांद्रता बर्दाश्त (2), बायोरिएक्टर संचालित करने के लिए कणिकाओं के रूप में करने के लिए आवश्यक नहीं है, और एसीटेट कीचड़ के गठन को बढ़ावा देने के लिए संस्कृति के माध्यम में शामिल है जो अस्थिर फैटी एसिड के मिश्रण में प्रयोग किया जाता है, भले ही methanogens साथ सब्सट्रेट के लिए कोई प्रतिस्पर्धा नहीं है।

समुद्री तलछट ऐसे सल्फेट, जीवाणु बैक्टीरिया को कम करने fermenting और बैक्टीरिया सिर्फ कुछ 5,6 उल्लेख करने के लिए dehalogenating के रूप में सूक्ष्मजीवों की एक विस्तृत विविधता का एक स्वाभाविक पूल रहे हैं, क्योंकि यह प्रक्रिया sulfidogenesis बढ़ावा देने के लिए किया गया। इस प्रोटोकॉल का उपयोग करके समुद्री तलछट से विकसित संघ के प्रकार सल्फेट कमी है और इसलिए, उच्च एस में दक्षता प्रदर्शन कर सकते हैं ulfate methanogens और सल्फेट बैक्टीरिया को कम करने के लिए विषाक्त के रूप में रिपोर्ट की तुलना में उच्च सांद्रता में सल्फाइड करने के लिए समय के साथ गतिविधि और उच्च सहिष्णुता को कम करने। दूसरी ओर, यह dehalogenating क्षमता भी प्रोटोकॉल यहाँ प्रस्तावित लेकिन यह मूल माइक्रोबियल समुदाय पर निर्भर हो सकता है का पालन करते हुए अवसादों में दिखाया गया है कि संभावना है। यह धारणा reductive dechlorination श्वसन या cometabolism द्वारा या तो हो सकता है कि इस तथ्य के आधार पर किया जाता है, समुद्री माइक्रोबियल समुदाय 7 में पदोन्नत किया जा सकता है कि दोनों की स्थिति। कीचड़ प्राप्त करने के लिए तलछट की खेती इन अस्थिर फैटी एसिड सल्फेट बैक्टीरिया को कम करने के कई उपभेदों द्वारा उपयोग किया जाता है, क्योंकि सब्सट्रेट के रूप में एसीटेट, propionate और butyrate के मिश्रण का प्रयोग द्वारा आयोजित किया गया। ये एसिड समुद्र अवसादों 5,6 में कारबोनकेयस सामग्री पर साहित्य में कई रिपोर्टों के अनुसार, यह भी अक्सर समुद्री तलछट में पाया कार्बन यौगिकों के प्रकार हैं।

सामग्री "> अंत में, दुनिया भर में भूजल और अन्य जल निकायों में पाए जाते हैं कि सबसे जहरीले यौगिकों के कुछ ऐसे ट्राइक्लोरोईथिलीन (टीसीई) या perchlorethylene (PCE) के रूप में क्लोरीनयुक्त सॉल्वैंट्स हैं। इन यौगिकों विषाक्त कर रहे हैं न केवल इंसान के लिए है लेकिन यह भी सूक्ष्मजीवों के लिए, अभी भी अमेरिका में पर्यावरण संरक्षण एजेंसी द्वारा एक प्राथमिकता प्रदूषक माना जाता है जो विशेष रूप से टीसीई, 8। इस काम में हम में हैं कि sulfidogenic कीचड़ सांद्रता में टीसीई को कम करने की अपनी क्षमता पर परीक्षण किया गया है, जिसमें एक प्रयोग प्रस्तावित methanogenic शर्तों 9,10 तहत क्लोरीनयुक्त यौगिकों बायो़डीग्रेडेशन के लिए सूचना दी सीमा होती है। यह क्लोरीनयुक्त यौगिकों के बायो़डीग्रेडेशन पर अनुसंधान के सबसे methanogenic शर्तों 9,10 के तहत आयोजित किया गया है कि उल्लेख के लायक है। हम इस प्रोटोकॉल में प्रस्तावित टीसीई के साथ प्रयोग एक है कि विचार कीचड़ के संभावित अनुप्रयोगों का अच्छा उदाहरण है। इस प्रयोग का उद्देश्य ई के लिए थाटीसीई को कीचड़ और गतिविधि को कम करने सल्फेट पर टीसीई प्रभाव की सहिष्णुता valuate। (1) (2) कॉड हटाने और (3) को हटाने, सल्फेट निकालें: क्लोरीनयुक्त यौगिकों के बायो़डीग्रेडेशन पर अनुसंधान के सबसे methanogenic की शर्तों के तहत किया जाता है कि खाते में ले रहा है, इस प्रोटोकॉल एक कीचड़ के गठन के लिए एक साथ करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है पता चलता है क्लोरीनयुक्त यौगिकों। एक कदम और आगे, (अलावा सल्फेट और सीओडी के लिए) methanogenic की शर्तों के तहत मूल्यांकन नहीं किया जा सकता है कि दो शर्तों टीसीई और भारी धातुओं के एक साथ हटाने पर कीचड़ का मूल्यांकन करने के लिए हो सकता है।

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Protocol

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चित्र 1
प्रोटोकॉल के कदम के लिए 1. योजना चित्रा। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

1. कीचड़ के गठन के लिए समुद्री तलछट लीजिए

  1. (कारण एक उच्च सल्फेट को कम गतिविधि का संकेत हो सकता है, जो सल्फाइड की उपस्थिति के लिए) जल उष्मा को बंद करने या कार्बनिक पदार्थ के मलबे का पता लगता है, जहां एक क्षेत्र के लिए या तो एक पंहुचा subsea क्षेत्र को पहचानें।
  2. इस काम के प्रयोजन के लिए तलछट के लगभग 3 या 4 किलो ले और नमूने बंद पानी के निकास। अंधेरे प्लास्टिक की थैलियों में नमूने रखें। नहीं प्रशीतन की जरूरत है।
  3. वे तुरंत इस्तेमाल किया जा करने के लिए नहीं जा रहे हैं, तो प्रयोगशाला में एक बार, फ्रिज में नमूने के साथ बैग रखने के लिए। इस काम है, samp के प्रयोजन के लिएलेस उन्हें प्रयोग करने से पहले सप्ताह या महीनों के लिए फ्रिज में हो सकता है।
  4. तलछट नमूना (यानी, 1 या 2 किलो) के एक बड़े हिस्से को ले लो और अवसादों पाया जा सकता है कि कारबोनकेयस सामग्री के बड़े मलबे या मौजूद हो सकता है कि कुछ चट्टानों से समाप्त करने के लिए एक उचित मेष (0.2 सेमी) का उपयोग करें।
    नोट: इस मामले में 0.20 सेमी व्यास में (0.0767) का एक जाल का इस्तेमाल किया गया था, लेकिन यह नमूने में कणों के आकार के अनुसार एक अलग आकार के हो सकते हैं।
    1. जाल के माध्यम से तलछट पारित करने के बाद, भाग सजातीय है कि बढ़ावा देने के लिए चयनित भाग मिला लें।
    2. मानक तरीकों 11 के बाद से अस्थिर निलंबित ठोस (वीएसएस) सामग्री का निर्धारण करने के लिए अलग से छोटे नमूने (यानी, 2 से 3 जी के लिए) ले लो।
      नोट: कदम 1.2-1.4 के लिए चित्र 2 देखें।

चित्र 2
तलछट के नमूनों की 2. फोटोग्राफ चित्रा।(ए) तलछट नमूने बस के बाद लिया जा रहा है। (बी) तलछट नमूना जाल के माध्यम से गुजर जाने के बाद। अस्थिर निलंबित ठोस करने से पहले (वीएसएस) दृढ़ संकल्प वजन के लिए ले जाया (सी) नमूना। पेट्री डिश निष्फल करने की आवश्यकता नहीं है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

2. बायोरिएक्टर सेट अप

  1. इस काम के प्रयोजन के लिए वैकल्पिक रूप से 3 एल की कुल काम की मात्रा के साथ एक UASB कांच रिएक्टर का उपयोग करें, एक 1 या 2 एल मात्रा कांच रिएक्टर का उपयोग करें।
  2. अवसादों के वीएसएस सामग्री के आधार पर तलछट की राशि की गणना एल 1 में वीएसएस के 5 ग्राम प्राप्त करने के लिए inoculum के रूप में इस्तेमाल किया जाएगा
  3. गणना के बाद तलछट की राशि बहुत बड़ी है, बायोरिएक्टर की तो लगभग 25% से 30% मात्रा के बजाय अवसादों के कब्जे में किया जाना चाहिए कि खाते में ले लो।
    1. इसके बाद से वीएसएस सामग्री रिकॉर्डमाइक्रोबियल समुदाय बायोरिएक्टर में समृद्ध है जब बदल जाएगा। वीएसएस सामग्री को बायोरिएक्टर में गतिविधि को कम करने सल्फेट की गणना के लिए आवश्यक है।
  4. बायोरिएक्टर में बेसल मध्यम और बफर समाधान के अंतिम एकाग्रता ग्युरेरो-बाराजस एट अल द्वारा रिपोर्ट करने के लिए इसी तरह की है कि सुनिश्चित करें। (2014) 12।
    1. अवसादों, बेसल मध्यम, बफर समाधान और अस्थिर फैटी एसिड की अंतिम मात्रा में रिएक्टर के अंतिम काम की मात्रा के बराबर हैं कि सुनिश्चित करें। बेसल मध्यम नुस्खा 12 धातुओं का पता लगाने और विटामिन समाधान के लिए उपयुक्त सांद्रता शामिल हैं।
    2. (यानी, 2, 3 या 4 2.4 चरण में सूचना से गुना अधिक ध्यान केंद्रित किया है) यह पतला है जब कि यह सुनिश्चित करने के लिए है, यह है इस्तेमाल किया रिएक्टर का काम कर रहे मात्रा के लिए एक उपयुक्त एकाग्रता में बेसल मध्यम और बफर समाधान के एक शेयर समाधान तैयार ग्युरेरो-बाराजस एट अल द्वारा रिपोर्ट एकाग्रता में। (2014)12)।
      नोट: बेसल माध्यम के लिए शेयर समाधान हालांकि, बफर समाधान केवल शुरुआत में की जरूरत है, हमेशा के लिए आवश्यक है। यह इस समय के बाद बफर समाधान जोड़ने के लिए आवश्यक नहीं है।
    3. 1: 1 कॉड अनुपात 2.5 में एसीटेट, propionate और butyrate: एक अस्थिर फैटी एसिड का जायजा समाधान तैयार है। सोडियम एसीटेट बेसल मध्यम में शामिल गणना के लिए खाते में ले लो। रिएक्टर में अंतिम कॉड एकाग्रता 2.7 ग्राम / एल होना चाहिए।
      सावधानी: एक धूआं हुड में इस समाधान तैयार है। इस समाधान की तैयारी के लिए nitrile दस्ताने और काले चश्मे पहनें। खाते में 3 चित्र में दिखाया गया है कि अस्थिर फैटी एसिड के साथ सल्फेट की प्रतिक्रियाओं के stoichiometry ले लो।
    4. रिएक्टर के लिए सल्फेट आयन (अतः 4 2-) के 4000 मिलीग्राम / एल के अंतिम एकाग्रता वितरित करने के लिए एक उपयुक्त एकाग्रता में सोडियम सल्फेट के एक शेयर समाधान (अतः 4 ना 2) तैयार करें। वैकल्पिक रूप से, वें शामिलबजाय अंतिम सल्फेट के रूप में लंबे समय के एक शेयर के समाधान से इसे जोड़ने के बेसल मध्यम में आवश्यक सल्फेट के ई राशि (अतः 4 2-) एकाग्रता सही है।
  5. वे रिएक्टर के नीचे पहुंच सुनिश्चित करने के लिए बेसल मध्यम के एक हिस्से के साथ मिश्रित रिएक्टर में अवसादों रखें।
    1. अस्थिर फैटी एसिड समाधान और सल्फेट समाधान के साथ मिश्रित बेसल मध्यम और बफर समाधान के बाकी जोड़ें। अस्थिर फैटी एसिड का समाधान तरल में डाल दिया है कि सुनिश्चित करें। नोट: एक धूआं हुड में इस कदम का संचालन।
    2. रीसाइक्लिंग पंप करने के लिए कनेक्शन और रिएक्टर की पाइपलाइनों सेट करें। / मिनट 60 मिलीलीटर पर रीसाइक्लिंग प्रवाह की दर निर्धारित किया है। 34 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर चैम्बर में बायोरिएक्टर सेट करें। नियमित रूप से तापमान बदलाव कर रहे हैं कि जांच छोटे (यानी, 34 ± 1.7 डिग्री सेल्सियस)
    3. गैस विस्थापन स्तंभ के लिए कनेक्शन सेट करें।
      नोट: कदम 2.1-2.5 के लिए चित्रा 4 देखें।
    4. </ राजभाषा>

    चित्र तीन
    चित्रा VFA (एसीटेट, propionate और butyrate) के साथ सल्फेट कमी 3. स्तुईचिओमेटरी। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

    चित्रा 4
    चित्रा 4. UASB रिएक्टर। (ए) प्रारंभिक समय है। (बी) सतत शासन आपरेशन के 300 दिनों के बाद। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

    रिएक्टर की 3. ऑपरेशन सूक्ष्मजीवों के Sulfidogenesis और विकास को बढ़ावा देने के लिए

    नोट: inoculum वी का उपभोग करने के लिए अनुमति देंफैटी एसिड और सल्फेट olatile। इस प्रयोजन के लिए, सल्फेट, सल्फाइड और सीओडी की खपत के लिए पहले विश्लेषण से बाहर ले जाने के लिए एक सप्ताह के लिए प्रतीक्षा करें।

    1. ऊष्मायन के एक सप्ताह के सीओडी के लिए विश्लेषण का संचालन करने के लिए तरल के 5-7 मिलीलीटर के नमूने लेने के बाद, सल्फेट और सल्फाइड सामग्री और पीएच, 13 मानक तरीकों 11 के बाद।
      1. Methylene नीले विधि 13 का पालन करते हुए (670 एनएम के तरंग दैर्ध्य (λ) पर) तरल spectrophotometrically में सल्फाइड का विश्लेषण करें।
        1. एक 25 मिलीलीटर फ्लास्क में (डब्ल्यू डब्ल्यू / 2%) एक जस्ता एसीटेट समाधान के 5 मिलीलीटर की जगह जस्ता एसीटेट समाधान के लिए नमूने के लिए जल्दी से 200 μl जोड़ें।
        2. एक एन, एन -dimethyl- पी -phenylenediamine oxalate के 2.5 मिलीलीटर जोड़ें (DMP) समाधान (0.2% डब्ल्यू / डब्ल्यू 20% एसओ एच 2 4 में) और लोहा / डब्ल्यू (तृतीय) अमोनियम सल्फेट समाधान (10% की 125 μl 2% एच 2 अतः 4) और फ्लास्क में 25 मिलीलीटर आसुत जल के साथ पूरा में डब्ल्यू। प्रतिक्रिया के लिए 30 मिनट तक प्रतीक्षा करेंनीले रंग स्थिर है, जिस पर समय। 13 के लिए होते हैं।
          नोट: कम से कम 15 मिनट रुको नहीं, बल्कि अधिक से अधिक 60 मिनट स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में नमूनों की जांच करने के लिए। स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में नीले रंग की अंतिम समाधान के पढ़ने का संचालन।
      2. मानक तरीकों 11 के अनुसार सल्फेट का विश्लेषण करें। इधर, एक turbidimetric विधि का उपयोग कर बेरियम सल्फेट के रूप में सल्फेट यों।
        1. एक कंडीशनिंग समाधान के 5 मिलीलीटर की जगह (हाइड्रोक्लोरिक एसिड एचसीएल 1: 1) 25 मिलीलीटर की एक फ्लास्क में, पहले से centrifuged नमूने के 1 मिलीलीटर (11,320 × छ पर), आसुत जल से बड़ा फ्लास्क के 25 मिलीलीटर पूरा जोड़ सकते हैं और बेरियम क्लोराइड की एक ग्राम जोड़ें।
        2. एक भंवर में 1 मिनट के लिए समाधान मिलाएं। फार्म और 420 एनएम 11 की तरंग दैर्ध्य (λ) पर स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में नमूना पढ़ने के लिए बेरियम सल्फेट के लिए 4 मिनट के लिए प्रतीक्षा करें।
      3. मानक तरीकों 11 के अनुसार कॉड का विश्लेषण करें। वैकल्पिक रूप से, एक कॉड Determina उपयोगtion के किट।
        1. सीओडी दृढ़ संकल्प करने से पहले, निर्धारण में हस्तक्षेप कर सकते हैं कि शेष सल्फाइड दूर करने के लिए (11,320 XG पर) अच्छी तरह से नमूना अपकेंद्रित्र। यदि आवश्यक हो, दो बार सेंट्रीफ्यूज: पहली बार तुरंत नमूना और दूसरी बार लेने के बाद 6 या 8 घंटे प्रतीक्षा करें और फिर कॉड विश्लेषण का संचालन।
        2. , कॉड दृढ़ संकल्प किट का एक प्रतिक्रिया शीशी के लिए नमूना के 2 मिलीलीटर जोड़ें शीशी सील करने और कोमल आंदोलन के द्वारा मिश्रण homogenize। एक और प्रतिक्रिया शीशी आसुत जल के 2 मिलीलीटर जोड़कर एक खाली तैयार है और मिश्रण homogenize।
        3. 2 घंटे के लिए 150 डिग्री सेल्सियस पर पाचन रिएक्टर में शीशियों रखें। शीशियों निकालें और उन्हें अंधेरे में ठंडा होने दें। 620 एनएम के तरंग दैर्ध्य में स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में शीशियों की रीडिंग ले।
      4. गैस विस्थापन स्तंभ से गैस की मात्रा प्राप्त करते हैं।
    2. सल्फेट सेवन किया जाता है एक और 5 से 7 दिनों के लिए जब तक के लिए प्रतीक्षा करें। सल्फेट और सीओडी एक में सेवन किया जाना चाहिएpproximately 85% से पहले 90% के लिए एक नया फेड बैच शुरू कर दिया है।
    3. सल्फेट (और सीओडी) का सेवन कर रहे हैं, पूरी तरह से दोहराने कदम 2.4। प्रत्येक बैच के लिए नए सिरे से मध्यम और नई पोषक तत्वों की आपूर्ति।
    4. दोहराएँ 3.1 और 3.2 कदम। इस बिंदु पर प्रत्येक बैच 7 और 10 दिनों के बीच पिछले चाहिए।
    5. 3 से 4 बैचों पूरा कर लिया गया है, तो 2.4 कदम दोहराने लेकिन 4 जी / एल के लिए कॉड एकाग्रता में वृद्धि।
    6. दोहराएँ कदम 3.1 और 3.2 कदम।
      1. दोहराएँ कदम 3.3 लेकिन 6 ग्राम / एल कॉड एकाग्रता में वृद्धि।
      2. यह 10 जी / एल है जब तक धीरे-धीरे कॉड एकाग्रता में वृद्धि 3.6 और 3.6.1 दोहराएँ।
        नोट: समय (घ) बनाम सल्फेट एकाग्रता (मिलीग्राम / एल) प्रस्तुत करता है कि ग्राफ बनाओ।
    7. सल्फेट की खपत कम से कम 24 घंटे में 80% से अधिक है और यह एक से अधिक सप्ताह के लिए होता है, सतत मोड के लिए रिएक्टर के संचालन के लिए स्विच। सतत मोड के लिए 24 घंटा में हाइड्रोलिक अवधारण समय (एचआरटी) की स्थापना की और 4 जी / एल और कॉड में सल्फेट एकाग्रता बनाए रखने के10 जी / एल पर।
      नोट: समय के साथ सल्फेट खपत होना चाहिए तेजी से।

    4. सल्फेट गतिविधि टेस्ट को कम करना

    1. इस परीक्षण से पहले निरंतर शासन के तहत बायोरिएक्टर शेष सल्फेट एकाग्रता में कम से कम 10% भिन्नता प्रस्तुत करता है कि सुनिश्चित करें।
    2. किसी भी दिन में, एक एचआरटी चक्र और आचरण 2.4 कदम के बाद रिएक्टर बंद करो। कदम 2.4.3 के लिए 10 जी / एल की एक कॉड एकाग्रता का उपयोग करें।
    3. बायोरिएक्टर तंग आ गया है, एक बार तरल के 5-7 मिलीलीटर नमूने लेने और कॉड, सल्फेट, सल्फाइड (3.1 कदम) और पीएच हर घंटे के लिए विश्लेषण करते हैं। उत्पादित गैस की मात्रा रिकॉर्ड।
    4. साहित्य 14 के अनुसार गतिविधि को कम करने सल्फेट की गणना।

      1 समीकरण

    एसआरए = सल्फेट गतिविधि को कम करने (एमजी कॉड-एच 2 एस) / gVSS * घ

    एम एच 2 2 एस के रूप में व्यक्त किया

    वीएसएस = अस्थिर निलंबित ठोस एकाग्रता

    टी = समय (घ या मानव संसाधन)

    1. मिलीग्राम / एल में समय के साथ सल्फाइड एकाग्रता बनाम सल्फेट की खपत का प्रतिशत बताते हैं कि इसी रेखांकन बनाओ। समय के साथ कॉड खपत का प्रतिशत चलता है कि रेखांकन बनाओ। समय के साथ पीएच भिन्नता दिखाने के रेखांकन कि बनाओ।

    5. ट्राइक्लोरोथिलीन (टीसीई) में कमी टेस्ट

    1. इस परीक्षण से पहले बायोरिएक्टर निरंतर व्यवस्था के तहत काम कर रहे हैं और शेष सल्फेट एकाग्रता में कम से कम 10% भिन्नता प्रस्तुत करता है कि सुनिश्चित करें। बायोरिएक्टर में सल्फेट कमी 90% से कम है तो इस परीक्षण शुरू मत करो।
    2. बायोरिएक्टर के तरल चरण में इस परिसर के अंतिम एकाग्रता 300 माइक्रोन होना चाहिए कि खाते में ले रही ट्राईक्लोरोइथीलीन के एक शेयर समाधान (टीसीई) तैयार करें। Partitioni पर विचार34 डिग्री सेल्सियस पर टीसीई के लिए Henry's कानून आयामरहित निरंतर (H') का उपयोग करके दौर से गुजर करने के लिए परिसर के एनजी। टीसीई के लिए H'at 34 डिग्री सेल्सियस 0.4722 है।
      2 समीकरण
      सावधानी: एक fumehood में इस समाधान को तैयार है और दस्ताने और काले चश्मे पहनते हैं।
      1. उदाहरण के लिए, एक 5000 माइक्रोन के शेयर समाधान के लिए पीछा किया, के रूप में गणना:
        3 समीकरण
        टीसीई गैस चरण एकाग्रता = (0.4722) * (5000) = 2139 माइक्रोन। टीसीई की इस राशि के दौर से गुजर में हो जाएगा के बाद से शेयर समाधान की तैयारी में इस एकाग्रता शामिल हैं।
        तब स्टॉक समाधान के तरल (जल) में, वास्तविक टीसीई एकाग्रता हो जाएगा: 5000 + 2139 = 7139 माइक्रोन। टीसीई घनत्व = 1.43 ग्राम / मिलीलीटर। मिलीग्राम के लिए 7139 माइक्रोन कन्वर्ट और फिर टीसीई के घनत्व का उपयोग करके शेयर समाधान के लिए टीसीई की मात्रा की गणना।
        नोट: टीसीई शेयर समाधान मीटर की एकाग्रताप्र कम से कम 5,000 माइक्रोन, यानी, 3,000 या 1,000 माइक्रोन हो सकता है, यह इस समाधान की ज्यादा मात्रा अपने तरल चरण मात्रा के अनुसार बायोरिएक्टर के लिए दिया जा सकता है कि कैसे पर निर्भर करता है।
    3. , टीसीई के लिए गैस chromatograph में मानक घटता तैयार -1,2-dichloroethylene, ट्रांस -1,2-dichloroethylene, विनाइल क्लोराइड और ethene सीआईएस। टीसीई शेयर समाधान के लिए 5.2 में वर्णित एक ही प्रक्रिया का पालन करके सीआईएस इन यौगिकों के एक शेयर के समाधान से -1,2-dichloroethylene और ट्रांस -1,2-dichloroethylene मानक घटता तैयार करें। मानकों (गैस सिलेंडर) से प्रत्येक गैस की एकाग्रता गिराए द्वारा विनाइल क्लोराइड और ethene के लिए मानक घटता तैयार करें।
      1. 20-300 माइक्रोन की रेंज में इन यौगिकों के मानक घटता तैयार करें। ग्युरेरो-बाराजस एट अल द्वारा रिपोर्ट विधि का प्रयोग करें। (2011) गैस chromatograph में इन यौगिकों के विश्लेषण के लिए 15।
        सावधानी: इन खड़े तैयारअर्द एक fumehood में समाधान और दस्ताने और काले चश्मे पहनते हैं।
    4. किसी भी दिन में, एक एचआरटी चक्र और आचरण 2.4 कदम के बाद रिएक्टर बंद करो। कदम 2.4.3 के लिए 10 जी / एल की एक कॉड एकाग्रता का उपयोग करें।
    5. बायोरिएक्टर तंग आ गया है एक बार, 5.2 में तैयार शेयर समाधान से बायोरिएक्टर में तरल करने के लिए सीधे टीसीई जोड़ने, बायोरिएक्टर के तरल चरण में अंतिम टीसीई एकाग्रता 300 माइक्रोन होना चाहिए। 12 घंटे के लिए एचआरटी सेट करें।
      1. एक एचआरटी चक्र के अंत में सीओडी, सल्फेट और सल्फाइड के लिए तरल (500 से 1000 μl) और आचरण विश्लेषण के नमूने लेने के लिए (3.1.1, 3.1.2 और 3.1.3 कदम)। दौर से गुजर (100 μl से 250) के नमूने ले लो और गैस chromatograph में -1,2-dichloroethylene, ट्रांस -1,2-dichloroethylene, विनाइल क्लोराइड और ethene सीआईएस, टीसीई के लिए विश्लेषण का संचालन।
    6. दोहराएँ कदम 2.4। कदम 2.4.3 के लिए 10 जी / एल की एक कॉड एकाग्रता का उपयोग करें।
    7. बायोरिएक्टर 9 प्रस्तुत करता है जब तक किसी भी टीसीई कमी परीक्षण दोहराना नहीं हैबायोरिएक्टर में शेष 0% सल्फेट कमी और कम से 10% भिन्नता दोनों में, सल्फेट कमी और सल्फेट।
    8. 5.4, ​​5.5 और 5.6 में दो या तीन गुना अधिक दोहराएँ।
    9. सिर्फ एक टीसीई कमी परीक्षण समाप्त करने के बाद सूक्ष्म जीवाणुओं की पहचान का संचालन करने के लिए तलछट के नमूने (0.5 ग्राम) ले लो। 2 या 3 टीसीई कमी परीक्षणों के बाद यह मत करो।

    टीसीई कमी प्रयोग के बाद गतिविधि टेस्ट को कम 6. सल्फेट

    1. चरण 4 दोहराएँ पूरी तरह से।

    सूक्ष्मजीवों के 7. पहचान

    1. लगभग 0.5 ग्राम प्रत्येक के कीचड़ के नमूने ले लो और मानक विधि 12 के अनुसार आरएनए कुल निकासी का आयोजन करेगा।
    2. (आरटी पीसीआर) प्रवर्धन एक कदम 12 पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन रिवर्स प्रतिलेखन के साथ -16 rRNA जीन बढ़ाना और आचरण।
    3. बढ़ाना या एक प्रारंभिक दृष्टिकोण के रूप में साहित्य 11 में सुझाव दिया है लोगों का उपयोग करने के लिए प्राइमरों डिजाइन। Amplif का पालन करेंication प्रक्रिया साहित्य 12 में सुझाव दिया है।
    4. -16 RRNA पुस्तकालयों का निर्माण। पीसीआर amplicons एक क्लोनिंग-किट 11 का उपयोग करके क्लोन किया जा सकता है। आमतौर पर, प्रत्येक प्लेट (एक पीसीआर उत्पाद का प्रतिनिधित्व प्रत्येक कॉलोनी) से 10 कालोनियों क्लोन किया जा सकता है। साहित्य 12 में सुझाव दिया प्रक्रिया के अनुसार अनुक्रमण के लिए डीएनए तैयार करें।
    5. टुकड़े का अनुक्रमण आचरण। साहित्य 12 में सुझाव दिया प्रक्रिया के अनुसार पहले से वर्णित पीसीआर प्रवर्धन के लिए प्रोटोकॉल (कदम 7.4) और क्लोन के साथ पीसीआर बाहरी उत्पादों की लगभग 1,400 बीपी पुनः बढ़ाना। से पुनः संयोजक प्लाज्मिड पृथक के रूप में कोली कालोनियों साहित्य 12 में सुझाव दिया है। M13 सार्वभौमिक प्राइमरों 12 के साथ अनुक्रमण के लिए आंशिक प्रक्रिया का संचालन करते हैं।
    6. दृश्यों के विश्लेषण का संचालन। Clustal एक्स का उपयोग करके न्यूक्लियोटाइड दृश्यों संरेखित करें और मैन्युअल पाठ संपादक में समायोजित करें। एन सी बी आई databas के विस्फोट खोजों प्रदर्शनई। (Http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/Blast.cgi) 12।
    7. न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम परिग्रहण संख्या प्राप्त करते हैं। इसी परिग्रहण संख्या (यानी, JQ713915eJQ713925 amplicons से दृश्यों के लिए) 12 के तहत EMBL न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम डेटाबेस (जनरल बैंक / EMBL / DDBJ) में पहचान क्लोन के न्यूक्लियोटाइड दृश्यों जमा।

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Representative Results

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बायोरिएक्टर में सल्फेट कमी का एक विशिष्ट व्यवहार चित्रा 5 में दिखाया गया है। यह ऑपरेशन सल्फेट कमी के पहले सप्ताह के दौरान धीमी हो जाएगी कि सूचना के लिए महत्वपूर्ण है। हालांकि धीमी गति, समय के साथ सल्फेट का 90% से अधिक की खपत inoculum सल्फेट बैक्टीरिया को कम करने में समृद्ध इसलिए सल्फेट को कम करने और सक्षम एक माइक्रोबियल समुदाय, विकसित कर रहा है कि इंगित करता है। आकृति में विभिन्न अवधियों सल्फेट कमी समय के साथ इसकी दर से बढ़ रहा था कि संकेत मिलता है। शुरुआत में, बैच सल्फेट के लिए 20 दिन तो इसकी कमी की दर से बढ़ रहा था, (अवधि I) को कम किया जा के लिए ले लिया है, और यह फेड सल्फेट (अवधि II) को कम करने के लिए 10 दिन के लगभग ले लिया। अवधि III सल्फेट कमी में कम भिन्नता प्रस्तुत किया है और यह चित्रा 5 में देखा जाता है, के रूप में यह 10 दिनों की एक औसत में हासिल की थी। इस अवधि के बाद, सल्फेट की कमी 4 दिन (अवधि चतुर्थ) के एक औसत लिया और अवधि वी 4,000 में सल्फेट के मिलीग्राम / एलकम से कम 24 घंटे में सेवन कर रहे थे। बायोरिएक्टर में प्रदर्शन 24 घंटा के एचआरटी से कम 200 दिनों के बाद सतत मोड के तहत स्थापित किया गया था।

चित्रा 5
बायोरिएक्टर में sulfidogenic कीचड़ गठन के दौरान समय के साथ चित्रा 5. सल्फेट (अतः 4 2-) एकाग्रता। सतत लाइन सल्फेट एकाग्रता सहायक नदी को दर्शाता है। चौकों प्रवाह में सल्फेट एकाग्रता को देखें। यह आंकड़ा ग्युरेरो-बाराजस एट अल से लिया गया है। (2014) 12 इसी कॉपीराइट अनुमति के साथ। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

समय के साथ सल्फेट कमी, सल्फाइड एकाग्रता, कॉड खपत और पीएच विविधताओं पर प्रतिनिधि अच्छे परिणाम श कर रहे हैंचित्रा 6A में ही। इन परिणामों के बायोरिएक्टर लगभग एक वर्ष के लिए निरंतर शासन के अधीन था एक बार किए गए प्रयोगों में प्राप्त किया गया। इस बिंदु पर माइक्रोबियल समुदाय बायोरिएक्टर में विकसित किया गया था और यह आंकड़ा 4 बी में देखा जा सकता है के रूप में एक काले रंग की कीचड़ गठन किया गया था। चित्रा 6A में यह है कि सल्फेट 4 घंटे में कम हो गया था और सल्फाइड अधिकतम 1,200 ± 30 मिलीग्राम / एल की एकाग्रता और 188 ± 50 मिलीग्राम कॉड-एच 2 एस / जी वीएसएस * डी सल्फेट गतिविधि को कम करने गया था पर पहुंच देखा जा सकता है। यह बायोरिएक्टर में प्राप्त सल्फाइड की एकाग्रता सूक्ष्मजीवों के लिए उच्च और विषाक्त माना जाता है कि उल्लेख करने लायक है, और इस मामले में बायोरिएक्टर गतिविधि को कम करने सल्फेट संघर्ष नहीं किया।

चित्रा 6
बायोरिएक्टर चित्रा 6. प्रदर्शन (क) पहले और टीसीई अलावा (बी) के बाद। सल्फेट (अतः 4 2-) (◇), सल्फाइड(एच 2 एस) (•)। प्रस्तुत डाटा एन = 3 की औसत और मानक विचलन कर रहे हैं। यह आंकड़ा ग्युरेरो-बाराजस एट अल से लिया गया है। (2014) 12 इसी कॉपीराइट अनुमति के साथ। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

कीचड़ टीसीई को कम करने की क्षमता पर परीक्षण किया गया था जिसमें प्रयोग के लिए, प्राप्त परिणामों तालिका 1 में दिखाया जाता है। प्राप्त की गतिविधि को कम करने सल्फेट टीसीई अलावा पहले प्राप्त की और टीसीई का लगभग 80% तक कम हो गया था की तुलना में थोड़ा कम था ethene (1 टेबल देखें)। इन परिणामों के रिएक्टर सल्फेट को कम करने की शर्तों के तहत संचालन किया गया था, जिसमें समय के अनुसार उम्मीद की जानी चाहिए। यह कीचड़ लिया जाता है तो टीसीई कमी रिएक्टर अवधि मैं या द्वितीय में काम कर रही है, जब (चित्रा 5 होता है कि संभावना नहीं है

पैरामीटर टीसीई कमी परीक्षण के दौरान मूल्य
अतः 4 2- हटाने (%) का प्रतिशत 98 (0.06 ±)
सल्फाइड (एच 2 एस) एकाग्रता (मिलीग्राम / एल) 971 (± 72)
एच अतः 4 2- के रूपांतरण का प्रतिशत 2 एस (%) 68 (± 2)
कॉड हटाने का प्रतिशत (%) 93 (0.1 ±)
पीएच रेंज 7.1-7.7
गैस उत्पादन (एमएल / डी) 200 (± 55)
सल्फेट को कम गतिविधि (एमजी कॉड-एच 2 एस / जी वीएसएस * घ) 161 (± 7)
* टीसीई अंतिम एकाग्रता (माइक्रोन) 77 (± 8) विनाइल क्लोराइड एकाग्रता (माइक्रोन) 16 (0.3 ±)
ईथेन एकाग्रता (माइक्रोन) 202 (± 81)
टीसीई हटाने का प्रतिशत (%) 74.3 (± 14)

। टेबल टीसीई बायो़डीग्रेडेशन प्रयोग के दौरान sulfidogenic कीचड़ के प्रदर्शन पर 1. परिणाम इस तालिका में ग्युरेरो-बाराजस एट अल से संशोधित किया गया है (2014) * टीसीई प्रारंभिक एकाग्रता:।। 300 माइक्रोन। प्रस्तुत डाटा मतलब है और एन = 3 का मानक विचलन कर रहे हैं।

टीसीई कमी परीक्षण के बाद, सल्फेट कमी, सल्फाइड एकाग्रता, कॉड खपत और समय के साथ पीएच बदलाव के लिए परिणाम चित्रा 6B में दिखाए जाते हैं। इन परिणामों सल्फेट 5 घंटे में कम हो गया था और सल्फाइड एकाग्रता की गतिविधि को कम करने के लिए एक सल्फेट के साथ-साथ, 1400 ± 35 मिलीग्राम / एल पहुंच गया है कि दिखाने248 ± 22 मिलीग्राम कॉड-एच 2 एस / जी वीएसएस * घ। थोड़ा अधिक सल्फेट को कम गतिविधि - 188 ± 50 मिलीग्राम कॉड-एच 2 एस / जी वीएसएस * डी के साथ तुलना में - माइक्रोबियल समुदाय टीसीई से हिचकते नहीं किया गया था कि इंगित करता है।

इस प्रोटोकॉल में इस्तेमाल कीचड़ में पहचान सूक्ष्मजीवों पर परिणाम, जीवाणु बैक्टीरिया को कम करने fermenting और dehalogenating बैक्टीरिया इस प्रोटोकॉल का उपयोग करके विकसित कीचड़ में पहचान की गई तालिका 2। सल्फेट में प्रस्तुत कर रहे हैं। बायोरिएक्टर टीसीई के साथ स्थिति और कई दिनों को कम करने सल्फेट के तहत एक वर्ष के दौरान कार्य कर रहा था क्योंकि परिणाम आश्चर्य की बात नहीं कर रहे हैं। ऐसे Desulfovibrio, Desulfomicrobium, Desulfitobacterium, क्लोस्ट्रीडियम, Dehalobacte आर और Sulfurospirillum के रूप में बैक्टीरिया की पीढ़ी सल्फेट कमी और क्लोरीनयुक्त यौगिकों के बायो़डीग्रेडेशन से संबंधित कर दिया गया है। इसके अलावा, कीचड़ में इन सूक्ष्म जीवाणुओं की पहचानप्रोटोकॉल सबसे जहरीले क्लोरीनयुक्त यौगिकों में से एक है जो सल्फेट और ट्राईक्लोरोइथीलीन के एक साथ हटाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि एक sulfidogenic कीचड़ को विकसित करने में सफल रहा था कि पुष्टि करता है।

जीवाणु सूचना दी उच्च समानता अधिकतम अध्यक्ष
सैनिक | 386685641 असभ्य Desulfovibrio सपा। Desulfovibrio desulfuricans 96%
सैनिक | 386685640 असभ्य Desulfomicrobium सपा। Desulfomicrobium norvegicum 99%
सैनिक | 386685639 असभ्य Desulfomicrobium सपा। Desulfomicrobium baculatum 99%
सैनिक | 386685638 असभ्य Desulfomicrobium सपा। Desulfomicrobium हाइपोgeium 99%
सैनिक | 386685637 असभ्य Desulfotomaculum सपा। Desulfotomaculum acetoxidans 99%
सैनिक | 386685636 असभ्य क्लोस्ट्रीडियम सपा। क्लोस्ट्रीडियम celerecrescens 99%
सैनिक | 386685635 असभ्य Desulfovibrio सपा। Desulfovibrio halophilus 98%
सैनिक | 386685634 असभ्य Dehalobacter सपा। Dehalobacter restrictus 99%
सैनिक | 386685633 असभ्य Desulfitobacterium सपा। Desulfitobacterium hafniense 99%
सैनिक | 386685632 असभ्य Sulfurospirillum सपा। Sulfurospirillum multivorans 97%
सैनिक | 386685631 असभ्य Sulfurospirillum सपा। Sulfurospirillum halorespirans 97%

अधिकतम पहचान: तालिका 2 कंसोर्टियम बायोरिएक्टर की कीचड़ और अन्य जीवाणुओं को मैक्स अध्यक्ष अपनी समानता में पहचान की।

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Discussion

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पर्यावरण जैव प्रौद्योगिकी में sulfidogenesis के कई अनुप्रयोगों, बैक्टीरिया fermenting अपशिष्ट उपचार में है के साथ भागीदारी में सल्फेट बैक्टीरिया को कम करने के चयापचय के सबसे अधिक इस्तेमाल किया अनुप्रयोगों में से एक रहे हैं। UASB रिएक्टरों उच्च सल्फेट सांद्रता के साथ औद्योगिक अपशिष्ट उपचार के लिए मुख्य इंजीनियर दृष्टिकोण शामिल हैं। इस काम में, हम एक UASB रिएक्टर में समुद्री तलछट से sulfidogenic कीचड़ प्राप्त करने के लिए एक प्रोटोकॉल उपस्थित थे। समुद्री तलछट से एक sulfidogenic कीचड़ प्राप्त करने के लिए प्रोटोकॉल के भीतर महत्वपूर्ण कदम हैं: (1) तलछट नमूने की homogeny को बढ़ावा देने के (2) सल्फेट और अस्थिर फैटी एसिड की सही एकाग्रता (सीओडी खिला, रिएक्टर में रखा जाना / तो 4 2-) अनुपात (3) का विश्लेषण सल्फेट, सल्फाइड, समय समय पर कॉड और पीएच, (4) धातुओं का पता लगाने और विटामिन एक बैच शुरू कर दिया है कि हर बार होता है जो बेसल मध्यम, ताज़ा। यह sludg का विकास उस पर विचार करने के लिए महत्वपूर्ण हैई मूल नमूना के माइक्रोबियल समुदाय पर और सही बड़े पैमाने पर शेष राशि (सल्फेट और सीओडी) पर बहुत निर्भर करता है। इसे विकसित करने की गतिविधि को कम करने सल्फेट के लिए समय लेता है, बायोरिएक्टर recirculation पंप बंद या तापमान नियंत्रण बंद हो सकता है कि लीक, दुर्घटनाओं, या ऊर्जा के अस्थायी कमी से बचने के लिए सतत निगरानी की आवश्यकता है। विशेष ध्यान सल्फाइड, सल्फेट और सीओडी के विश्लेषण के प्रदर्शन में भुगतान किया जाना चाहिए।

सामान्य तौर पर समुद्री तलछट सूक्ष्मजीवों की एक विस्तृत विविधता का एक प्राकृतिक स्रोत हैं; यह कीचड़ अलग गहराई से लिया समुद्री तलछट के साथ गठित किया जा सकता है कि संभावना है। इस प्रोटोकॉल में यह दो मुख्य कारणों के लिए जलतापीय समुद्री तलछट का उपयोग करने के लिए चुना गया था: (1) इन उथले झरोखों लागत और के करीब स्थित हैं (2) साइटों की इन प्रकार सल्फेट कमी का एक संकेत है, जो सल्फाइड में अधिक प्रचुर मात्रा में हैं और इसलिए, सल्फेट बैक्टीरिया को कम करने की मौजूदगी की। कुछ भी अगर, sedimen ले रही हैहम यह बहुत संभावना नहीं है हालांकि मुझे लगता subsea मंजिल में किसी अन्य जगह से टीएस ही, कीचड़ को विकसित करने के लिए और अधिक समय की आवश्यकता होगी।

इसके अलावा, यह आगे इस प्रोटोकॉल या किसी अन्य आणविक जीव विज्ञान तकनीक में सुझाव दिया प्रक्रिया का पालन करके पहचान की जा कीचड़ में dehalogenating सूक्ष्म जीवाणुओं की उपस्थिति को बढ़ावा देने के लिए कई टीसीई कमी परीक्षण का संचालन करने के लिए आवश्यक है। साहित्य की दुनिया 7 के आसपास कई समुद्र तलछट में सूक्ष्मजीवों की इस प्रकार की उपस्थिति को दर्शाता है, हालांकि यह dehalogenating सूक्ष्मजीवों का विकास भी कीचड़ के स्रोत पर निर्भर करता है कि विचार करने के लिए महत्वपूर्ण है। एक सल्फेट को कम गतिविधि परख, जैसे, टीसीई की उपस्थिति एक तनावपूर्ण स्थिति के बाद sulfidogenic कीचड़ की व्यवहार्यता का मूल्यांकन करने के क्रम में विषाक्त यौगिक को कीचड़ के प्रदर्शन के बाद की सिफारिश की है। कीचड़ की सल्फेट को कम गतिविधि कम हो जाती है, तो यह बात है बनाए रखने के लिए आवश्यक हो जाएगाएक बैच मोड में everal सप्ताह फिर से सल्फेट को कम गतिविधि की वृद्धि को बढ़ावा देने के सल्फेट और सीओडी के साथ खिलाया। इस सूक्ष्मजीवों के sulfidogenesis और विकास को बढ़ावा देने के लिए प्रोटोकॉल में सुझाव चरणों का पालन करके किया जा सकता है। ऐसा लगता है कि अवसादों के संवर्धन की शुरुआत के बाद टीसीई और सल्फेट जोड़कर एक sulfidogenic-dehalogenating कीचड़ प्राप्त करने के लिए प्रयास किया गया था कि उल्लेख करने के लिए महत्वपूर्ण है, लेकिन (या तो सल्फेट को कम करने या dehalogenating) कोई गतिविधि कभी मनाया गया। यह (यहां तक ​​कि 20 माइक्रोन एकाग्रता में) टीसीई बर्दाश्त नहीं किया संस्कृति के प्रारंभिक दौर में मौजूद सूक्ष्म जीवाणुओं की कम सामग्री है, तथापि, संवर्धन की शुरुआत के बाद टीसीई के अलावा हमेशा अन्य अवसादों के साथ करने का प्रयास किया जा सकता है कि मान लिया गया था।

इस मामले में एक अच्छा परिणाम टीसीई की कमी मुख्य रूप से dichloroethenes और विन उपज हो सकती है कीचड़ में विकसित हो सकता है कि सूक्ष्मजीवों पर निर्भर करता है, हालांकि, ethene को टीसीई की कमी थीYL क्लोराइड (वीसी)। इस मामले में टीसीई कमी के लिए प्राप्त आंकड़ों लगातार परीक्षण के दौरान टीसीई और उसके मध्यवर्ती उत्पादों के लिए बायोरिएक्टर के बजाय नमूने में प्रत्येक एचआरटी चक्र के बाद दर्ज किया गया। यह वजह से लगातार नमूना लेने के लिए क्लोरीनयुक्त यौगिकों के वाष्पीकरण से बचने के क्रम में उस तरीके से किया गया था। इसलिए, दिखाने के लिए समय के साथ टीसीई एकाग्रता का कोई रेखांकन लेकिन एक प्रयोग के अंत में सांद्रता रहे हैं। यह उनमें से सटीक सांद्रता रिपोर्ट करने के लिए और परिवर्तन जैविक कमी के बजाय नुकसान के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, तो भेद करने के लिए अस्थिर क्लोरीनयुक्त यौगिकों के वाष्पीकरण से बचने के लिए महत्वपूर्ण है। ethene की उपस्थिति और इस तरह टीसीई कमी के बाद अंतिम उत्पादों में -1,2-dichloroethylene सीआईएस के रूप में टीसीई के आम मध्यवर्ती की अनुपस्थिति विशेष रूप से दिलचस्प है। यह हमेशा ethene को पूरा टीसीई कमी केवल Dehalococcoides सपा से बाहर किया जा सकता है कि सूचना दी गई है। और इस मामले में इन microorganisms कीचड़ में पहचान की पीढ़ी के बीच में पता नहीं थे। हम dehalorespiring, fermenting और बैक्टीरिया को कम करने सल्फेट के बीच कीचड़ में उत्पन्न हो सकता है कि cometabolism को टीसीई कमी बताते हैं। इस संघ में एक कमी यह कुलपति, टीसीई की तुलना में अधिक विषाक्त एक यौगिक के क्षणिक गठन को बढ़ावा देता है कि है, तथापि, यह वर्तमान में अपेक्षाकृत कम मात्रा है। यह एक बहुत ही असामान्य cometabolic गतिविधि संघ द्वारा और शर्तों को कम करने सल्फेट के तहत एक नया टीसीई कमी मार्ग आगे इस काम में पहचान halorespiring सूक्ष्म जीवाणुओं की उपस्थिति में जांच की जा सकती है कि विकसित किया गया था कि इस बिंदु पर कहने के लिए संभव हो सकता है। दूसरी ओर, यह पहले से dehalogenating जीन अक्सर उपसतह समुद्री तलछट में पता चला रहे हैं कि सूचना दी लेकिन सल्फेट को कम करने की स्थिति के साथ संयुक्त subsea अवसादों के साथ टीसीई बायो़डीग्रेडेशन पर कोई रिपोर्ट नहीं कर रहे हैं किया गया है, यह एक वैकल्पिक इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में सल्फेट का उपयोग कर रहा है।

5,6। एसीटेट-butyrate, प्रोपियोनेट-butyrate या केवल butyrate: हम जैसे संयोजन की सिफारिश करेंगे। यह प्रयोग किया गया था, जब हम सल्फेट बैक्टीरिया को कम करने के विकास का अनुभव है, लेकिन बायोरिएक्टर और इस विधि के उद्देश्य में एसीटेट का संचय एसीटेट उपयोग कर सकते हैं कि एक कीचड़ प्राप्त करने के लिए है, क्योंकि हालांकि, हम लैक्टेट के उपयोग की सिफारिश नहीं है। एसीटेट संचय साहित्य में रिपोर्ट sulfidogenic रिएक्टरों में से कई में एक कमी है। इसके अलावा, हम एल्कोहल का उपयोग करने का प्रयास नहीं किया है। दूसरी ओर, हम अनुशंसा करते हैं - अगर वांछित - कम एकाग्रता के साथ शुरूसल्फेट (यानी, 1 ग्राम / एल) और बायोरिएक्टर (सीओडी / अतः 4 2- अनुपात) में, यानी, सीओडी की सही एकाग्रता उचित जन संतुलन बनाए रखते हुए धीरे-धीरे एकाग्रता में वृद्धि की है। यह इसी सीओडी के साथ समय के साथ बढ़ाया जा सकता है, हालांकि यह सल्फेट के उच्च सांद्रता (अधिक से अधिक 4 जी / एल) के साथ शुरू करने के लिए, हालांकि, उपयुक्त नहीं है। सीओडी / अतः 4 2- अनुपात शुरू करने के लिए 0.67 और 2.5 के बीच एक सीमा में हो सकता है, और कीचड़ विकसित की है एक बार इसे संशोधित किया जा सकता है।

इस विधि की सीमाओं में से एक कीचड़ की संरचना का इस्तेमाल किया तलछट की भौतिक विशेषताओं पर निर्भर करता है और इस विधि में गठित कीचड़ रिएक्टर और कांच पर biofilm के गठन का एक अच्छा तरलीकरण की अनुमति दी है, हम कैसे भविष्यवाणी नहीं कर सकते कि है यह वास्तव में अलग-अलग स्थानों के अवसादों का उपयोग कर काम करेगा। यह प्रारंभिक परीक्षणों का संचालन करने के लिए छोटे रिएक्टरों का उपयोग करने के लिए संभव हो सकता है औरयह संभव है कि अगर निरीक्षण करते हैं। इरादा एक बायोरिएक्टर में कीचड़ के साथ संचालित करने के लिए है, तो हम लघु साथ शुरू करने की सिफारिश नहीं है। सुझाव हालांकि पहला प्रयास के लिए एक छोटी मात्रा के साथ शुरू से ही रिएक्टर स्थापित करने के लिए है।

यहाँ प्रस्तुत विधि का गठन कीचड़ sulfidogenesis को methanogenic बारीक कीचड़ के अनुकूलन के माध्यम से प्राप्त कर रहे हैं कि अन्य sulfidogenic कीचड़ की तुलना में अधिक सल्फाइड सांद्रता बर्दाश्त कि में महत्वपूर्ण है। विधि सल्फेट बैक्टीरिया को कम करने और fermenting बैक्टीरिया भी शामिल है और आसानी से विषाक्त यौगिकों biodegrade के लिए अनुकूल है कि एक संघ के साथ एक कीचड़ के गठन को बढ़ावा। इस प्रोटोकॉल में हम केवल UASB रिएक्टरों में methanogenic की शर्तों के तहत biodegraded किया गया है जो एक विषाक्त यौगिक का एक उदाहरण के रूप में टीसीई का इस्तेमाल किया। रिएक्टर के उद्देश्य क्लोरीनयुक्त सॉल्वैंट्स biotransform करने के लिए है, तो उदाहरण के लिए, यह धीरे-धीरे, यानी, उच्च टीसी विलायक एकाग्रता बढ़ाने के लिए उपयोगी हो सकता हैपरीक्षण में ई एकाग्रता, सल्फेट एकाग्रता को कम करते हुए सल्फेट कमी पर dehalogenation प्रोत्साहित करने के लिए। हालांकि, इस काम में प्राप्त परिणामों के अनुसार, हम अभी भी सल्फेट को कम करने की स्थिति वांछनीय हैं, तो सल्फेट पूरी तरह से संस्कृति से नहीं हटाया जा सकता है कि लगता है। कुछ dehalorespirers भी सल्फेट reducers हैं क्योंकि इसके अलावा, सल्फेट को कम करने की स्थिति बनाए रखा जाना चाहिए। इस प्रोटोकॉल में वर्णित शर्तों के तहत उत्पन्न कीचड़ अंत में एक साथ सीओडी, सल्फेट, क्लोरीनयुक्त विषाक्त यौगिकों और भारी धातुओं को दूर करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। भारी धातुओं कीचड़ द्वारा उत्पादित सल्फाइड के साथ तेज़ कर सकते हैं।

अंत में, का गठन sulfidogenic कीचड़ के लिए परीक्षण किया जा सकता है: उच्च सल्फाइड सांद्रता (जैसे, भारी धातुओं वेग) (1) के सहिष्णुता, (2) अन्य जैविक प्रदूषण की बायो़डीग्रेडेशन, या इलेक्ट्रॉन दाताओं के रूप में हाइड्रोकार्बन का (3) की खपत बजाय फू को अस्थिर फैटी एसिड कीrther पर्यावरण जैव प्रौद्योगिकी में उसके आवेदन का पता लगाएं। यह कीचड़ का गठन किया है एक बार यह अन्य रिएक्टरों टीका लगाना बीज कीचड़ के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है कि विचार करने के लिए महत्वपूर्ण है। जो मामले में, सल्फेट कमी प्रक्रिया तुरंत और इस प्रकार घटित होगा, यह पूरी तरह से बायोरिएक्टर संचालित करने के लिए एक साल इंतजार करना आवश्यक नहीं होगा।

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
trichloroethylene  sigma Aldrich 251402
cis-1,2-dichlorotehylene sigma Aldrich
trans-1,2-dichloroethylene sigma Aldrich D-62209
vinyl chloride scotty standard supelco 1,000 ppm v/v in nitrogen
ethene scotty standard supelco 99% purity
pump Masterflex Model 7553-75
spectrophotometer any
microcentrifuge any
gas tight syringes  any 100 and 200 microliters
UASB glass reactor any under design
gas chromatograph  any FID detector
capillary column SPB-624 supelco
pH meter any
viton tubing Masterflex
basal medium reagents any
trace metals reagents any
vitamins solution reagents any
sodium sulfate any
volatile fatty acids any
COD determination kit HACH range 0-15,000 mg/L
TOPO-TA cloning kit pCR®4.0  Invitrogen, US
S.N.A.P. TM Miniprep Kit  Invitrogen, UK
Pure link TM Quick Plasmid Miniprep kit Invitrogen

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References

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एक Upflow अवायवीय कीचड़ कंबल रिएक्टर में समुद्री तलछट और ट्राइक्लोरोथिलीन कमी से Sulfidogenic कीचड़ का विकास
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Guerrero-Barajas, C., Ordaz, A., García-Solares, S. M., Garibay-Orijel, C., Bastida-González, F., Zárate-Segura, P. B. Development of Sulfidogenic Sludge from Marine Sediments and Trichloroethylene Reduction in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor. J. Vis. Exp. (104), e52956, doi:10.3791/52956 (2015).More

Guerrero-Barajas, C., Ordaz, A., García-Solares, S. M., Garibay-Orijel, C., Bastida-González, F., Zárate-Segura, P. B. Development of Sulfidogenic Sludge from Marine Sediments and Trichloroethylene Reduction in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor. J. Vis. Exp. (104), e52956, doi:10.3791/52956 (2015).

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