Bir Yukarı Akış Anaerobik Çamur Battaniyesi Reaktörde Deniz tortulları ve Trikloretilen Azaltma gelen Sulfidogenic Çamur Gelişimi

Mikrobiyal sülfat indirgemesi, çevresel biyoteknolojide büyük önem taşıyan bir süreçtir. Sülfidojenik reaktörlerin başarısı, diğer faktörlerin yanı sıra çamurun mikrobiyal bileşimine bağlıdır. Burada, indirgeyici klorsuzlaştırma amaçları için bir UASB reaktöründeki hidrotermal menfez çökeltilerinden sülfidojenik çamur geliştirmek için bir protokol sunuyoruz.

Aşağıdaki deneyin genel amacı, A-U-A-S-B reaktöründeki deniz çökeltilerinden bir sülfür jenik çamur geliştirmek ve bunun TRİKLOROETİLEN veya TCE'nin indirgenmesi üzerindeki performansını değerlendirmektir. Bu, elektron vericileri olarak hizmet etmek için uygun mineral, orta vitaminler ve uçucu yağ asitlerinin bulunduğu bir ortamdayken sülfat indirgeyen bakteriler açısından zenginleştirilmiş çok çeşitli mikroorganizmalardan oluşan bir havuz elde etmek için deniz çökeltilerinin toplanmasıyla elde edilir. İkinci adım olarak, deniz çökeltileri, sabit sülfat indirgeme aktivitesine ulaşana kadar birkaç hafta boyunca sülfat indirgeme koşulları altında ayarlanan ve tutulan A-U-A-S-B reaktöründe aşı olarak kullanılır.

Daha sonra, sülf Sitojenik, UASB reaktöründeki konsorsiyum, sülf agenezisi hala aktifken çamurun organik kirleticileri dönüştürme kabiliyetini değerlendirmek için TCE azaltımı için değerlendirilir. Sonuçlar, biyoreaktörde sülfür agenezinin oluştuğunu ve mikrobiyal topluluğun analizine dayalı olarak çamurun sülfat indirgeme koşulları altında TCE'yi indirebildiğini göstermektedir, bu da TCE'nin indirgenmesinin sülfat indirgeyici ve fermentatif bakteriler tarafından oluşturulan bir konsorsiyumda gerçekleştirildiğini düşündürmektedir. Bu prosedürün, metanojen localarının Tosis'e adaptasyonu gibi mevcut yöntemlere göre ana avantajı, elde edilen bu locanın daha yüksek sülfat konsantrasyonlarına toleranslı olması ve metanojenlerle substrat için rekabet göstermemesidir.

Genel olarak, bu yönteme yeni başlayan kişiler, yuvanın hemen oluşmasını bekledikleri için mücadele edeceklerdir. Besinleri ve sülfürü biyoreaktöre gerekenden daha az veya daha sık ekleme eğiliminde olabilirler. Bu yaklaşımlar sadece bir sistem dengesizliğine yol açacaktır.

Reaksiyonun seyrini ve bir sonraki beşte birlik için doğru zamanlamayı bilmek için KOİ sülfat ve sülfat için periyodik analiz yapmak uygundur. İlk olarak bu yöntem için fikrimiz vardı çünkü organik madde sülfat ve kirleticilerin uzaklaştırılmasını birleştirmek için oldukça aktif bir sülfür fotojenik kulübesi istedik, bu metajenik koşullar altında, özellikle de bazı kirleticiler ağır yöntemlerle karıştırıldığında gerçekleştirilemeyen bir şey. Konsorsiyumdaki bakterilerin tanımlanması için iyi ekipmanlara sahip genel bir yöntem kullandık.

16 S-R-R-N-A gen bölgesi analizin hedefiydi ve bu işleme başlamak için ilginç bir bakteri geneli bulduk. Deniz örneklerini metin protokolünde açıklandığı gibi toplayın. Laboratuvara girdikten sonra, tortu örneğinin büyük bir bölümünü alın ve çökeltilerden büyük karbonlu malzeme kalıntılarını ortadan kaldırmak için uygun bir ağ kullanın.

Tortuyu ağdan geçirdikten sonra, homojen olduğundan emin olmak için seçilen kısmı karıştırın. Bu çalışmanın amacı için, toplam çalışma hacmi üç litre olan bir yukarı akışlı anaerobik çamur battaniyesi cam reaktör kullanın. Çökeltilerin, bazal ortam, tampon çözeltisinin ve uçucu yağ asitlerinin son hacimlerinin reaktörün nihai çalışma hacmine eşit olduğundan emin olun.

Reaktörün çalışma hacmini dikkate alarak fosfat klorür azotu, magnezyum tuzları, eser metaller ve vitaminleri bikarbonat tampon çözeltisi ile içeren bir bazal ortam stok çözeltisi hazırlayın. Ardından, asetat, propiyonat ve bütirattan oluşan uçucu yağ asitlerinden oluşan bir sap çözeltisi hazırlayın. 2,5 ila bire bir kimyasal oksijen ihtiyacı veya KOİ oranında, reaktördeki nihai KOİ konsantrasyonu litre başına 2,7 gram olmalıdır.

Son olarak, reaktöre sülfat iyonunun litresi başına 4.000 miligramlık bir nihai konsantrasyon sağlamak için uygun bir konsantrasyonda bir sodyum sülfat stok çözeltisi hazırlayın. Çözeltiler hazırlandıktan sonra, reaktörün dibine ulaştıklarından emin olmak için tortuları bazal ortamın bir kısmı ile karıştırılmış reaktöre yerleştirin. Bazal ortamın geri kalanını ve tampon çözeltisini uçucu yağ asidi çözeltisi ve sülfat çözeltisi ile karıştırın.

Uçucu yağ asitleri çözeltisinin sıvıya döküldüğünden emin olun. Ardından birleştirilmiş çözeltileri reaktöre ekleyin. Reaktörün bağlantılarını ve boru hatlarını geri dönüşüm pompasına ayarlayın.

Ardından geri dönüşüm akış hızını dakikada 60 mililitre olarak ayarlayın. Sıcaklık odasındaki biyoreaktörü düzenli olarak 34 santigrat dereceye ayarlayın. Sıcaklık değişimlerinin küçük olup olmadığını kontrol edin.

Son olarak, gaz yer değiştirme kolonuna bağlantıları ayarlayın. Bir haftalık inkübasyondan sonra, KOİ sülfat ve sülfür içeriği ve pH analizi yapmak için beş ila yedi mililitre sıvıdan bir numune alın. Standart yöntemleri izleyerek, metilen mavisi yöntemini kullanarak sıvıdaki sülfürü analiz edin.

İlk önce beş mililitre çinko asetat çözeltisini 25 mililitrelik hacimsel bir şişeye yerleştirin. Ve hızlı bir şekilde 200 mikrolitre numuneyi çinko asetat çözeltisine ekleyin. Daha sonra 2,5 mililitre A DMP çözeltisi ve 125 mikrolitre demir üç amonyum sülfat çözeltisi ekleyin.

Hacimsel şişenin 25 mililitresini damıtılmış su ile tamamlayın. Mavi rengin stabilize olması için reaksiyonun gerçekleşmesi için 30 dakika bekleyin. Reaksiyon tamamlandıktan sonra en az 15 dakika bekleyin, ancak 60 dakikadan fazla beklemeyin.

Numuneleri spektrofotometrede test etmek için, spektrofotometrede 670 nanometre dalga boyunda nihai mavi çözeltinin okumasını yapın. Bir turbo metrik yöntem kullanarak sülfatı baryum sülfat olarak ölçün. İlk olarak, 25 mililitrelik hacimsel bir şişeye beş mililitre bir şartlandırma çözeltisi yerleştirin.

Daha sonra, daha önce 11.320 kez G'de santrifüjlenmiş numunenin bir mililitresini ekleyin. Hacimsel şişenin 25 mililitresini damıtılmış su ile tamamlayın ve bir gram baryum klorür ekleyin. Çözeltiyi bir girdapta bir dakika karıştırın. Baryum sülfatın oluşması için dört dakika bekleyin ve numuneyi 420 nanometre dalga boyunda bir spektrofotometrede okuyun.

KOİ tayinine hazırlanmak için, KOİ tayinine müdahale edebilecek kalan sülfürü uzaklaştırmak için numuneyi iyice santrifüjleyin. Santrifüjlemeyi takiben, KOİ belirleme kitinin bir reaksiyon şişesine iki mililitre numune ekleyin. Şişeyi kapatın ve karışımı hafif çalkalayarak homojenize edin.

Başka bir reaksiyon şişesine iki mililitre damıtılmış su ekleyerek bir boşluk hazırlayın ve karışımı homojenize edin. Şişeleri iki saat boyunca 150 santigrat derecede sindirim reaktörüne yerleştirin. Ardından şişeleri çıkarın ve karanlıkta soğumaya bırakın.

Spektrofotometredeki şişelerin okumalarını 620 nanometre dalga boyunda alın. Ardından, gaz yer değiştirme kolonundan gaz hacmini elde edin. Sülfat tüketildikten sonra, her parti için taze, orta ve yeni besinler sağlayın.

Daha önce yapıldığı gibi, sülfat tüketimi 24 saatten daha kısa bir sürede %80'in üzerine çıktığında ve bu bir haftadan fazla sürdüğünde, sürekli mod için reaktörün çalışmasını sürekli moda geçirin. Pompadaki akışı ayarlayarak hidrolik tutma süresini veya HRT'yi 24 saate ayarlayın ve herhangi bir günde sülfat konsantrasyonunu litre başına dört gramda ve KOİ'yi litre başına 10 gramda tutun. Bir HRT döngüsünden sonra reaktörü durdurun ve litre başına 10 gramlık bir KOİ konsantrasyonu kullanarak daha önce yapıldığı gibi her parti için taze, orta ve yeni besinler sağlayın.

Biyoreaktör beslendikten sonra, sıvıdan beş ila yedi mililitre numune alın ve her saat KOİ sülfat, sülfür ve pH analizi yapın. Ayrıca, TCE testi için üretilen gaz hacmini kaydedin. Biyoreaktörün sıvı fazındaki bu bileşiğin nihai konsantrasyonunun 300 mikromolar olması gerektiğini dikkate alarak bir TCE stok çözeltisi hazırlayın.

34 santigrat derecede TCE için Henry yasası Boyutsuz sabitini kullanarak bileşiğin üst boşluğa bölünmesini düşünün. Daha sonra, herhangi bir günde metin protokolünde atıfta bulunulan yöntemler kullanılarak analiz edilecek bileşiklerin her biri için gaz kromatografı üzerinde standart eğriler hazırlar. Bir HRT döngüsünden sonra reaktörü durdurun ve litre başına 10 gramlık bir KOİ konsantrasyonu kullanarak daha önce yapıldığı gibi her parti için taze, orta ve yeni besinler sağlayın.

Biyoreaktör beslendikten sonra, TCE'yi doğrudan stok çözeltisinden biyoreaktördeki sıvıya ekleyin. Biyoreaktörün sıvı fazındaki nihai TCE konsantrasyonu 300 mikromolar olmalıdır. HRT'yi bir HRT döngüsünün sonunda 12 saate ayarlayın.

Sıvıdan örnekler alın ve KOİ sülfat ve sülfür için analiz yapın. Ayrıca üst boşluktan örnekler alın ve gaz kromatografında analiz yapın. Biyoreaktördeki sülfat indirgemesinin tipik bir davranışı burada gösterilmiştir.

Operasyonun ilk haftalarında sülfat azalmasının yavaş olacağını fark etmek önemlidir. Farklı dönemler, sülfat azalmasının, 24 saatten daha kısa bir sürede litre sülfat başına 4.000 miligram tüketilene kadar zaman içinde oranını artırdığını göstermektedir. Daha sonra reaktör sürekli rejim altında çalışıyordu.

Çamurun gelişimi, sülfat indirgemesine ilişkin reaktör temsili sonuçlarında gösterilmiştir. Sülfür konsantrasyonu, KOİ tüketimi ve zaman içindeki pH değişimleri burada gösterilmektedir. Bu sonuçlar, biyoreaktör birkaç hafta boyunca sürekli rejim altında kaldıktan sonra yapılan deneylerde elde edildi.

Çamurun TCE'yi azaltma kapasitesi üzerinde test edildiği deney için elde edilen sonuçlar burada gösterilmiştir. Elde edilen sülfat indirgeme aktivitesi, TCE baskısından önce elde edilenden biraz daha düşüktü. Gaz kromatografı, TCE'nin yaklaşık% 80'inin et Etan sülfata indirgendiğini, bu protokol kullanılarak geliştirilen çamurda indirgeyici bakteriler, fermente edici bakteriler ve de halojenleyici bakterilerin tanımlandığını ortaya koydu.

Sülfa vibrio de sülfa, mikrobiyal des sülfür bakterisi, clostridium deha destekçisi ve SUL fossum gibi bakteri cinsleri, sülfatın indirgenmesi ve klorlu bileşiklerin biyolojik bozunması ile ilişkilendirilmiştir Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik, uygun şekilde gerçekleştirilirse farklı deniz çökeltileri ile benzer şekilde yapılabilir. Bu kulübenin gelişmesi için gereken süre, bu prosedüre katılırken çökeltilerin kaynağına bağlı olabilir. Yapılması gereken en önemli şeyin KOİ sülfat ve sülfat üzerindeki kütle dengesini periyodik olarak kontrol etmek olduğunu unutmayın.

Elde edilen loca ne kadar aktif olursa, TCE'nin azaltılması ve nihayetinde sülfat indirgeme koşulları altında bozunabilecek diğer herhangi bir toksik bileşiğin bozunması için kullanma olasılığı o kadar yüksek olur. Bu videoyu izledikten sonra, bir USB reaktöründeki deniz çökeltilerinden Genics Lodge'un nasıl geliştirileceği ve TC indirgeme üzerindeki performansının nasıl değerlendirileceği konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız. Bu prosedürü takiben, reaktörün nasıl aşılanacağını, zaman içinde indirgeme reaksiyonunun nasıl takip edileceğini ve TCE indirgemesi üzerinde bir testin nasıl yapılacağını anlamalısınız.

Diğer gen analizlerinin periyot dizilimi gibi diğer yöntemler, genel olarak kaç bakteriye sahip olduğumuz veya konsorsiyumun TCE Insul fotojenik ortamını nasıl bozabileceği gibi ek bir soruyu yanıtlamak için gerçekleştirilebilir.