260 likes | 402 Views
Glikogénakkumuláló mikroorganizmusok nagyüzemi alkalmazása biológiai többletszén eltávolításra boripari szennyvíz tisztításakor. Kiss Bernadett BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék. Bevezető. Boripari szennyvíz: magas C tartalom a N tartalomhoz képest
E N D
Glikogénakkumuláló mikroorganizmusok nagyüzemi alkalmazása biológiai többletszén eltávolításra boripari szennyvíz tisztításakor Kiss Bernadett BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék
Bevezető • Boripari szennyvíz: magas C tartalom a N tartalomhoz képest • Fonalasok elszaporodása • Többlet glikokálix (bakteriális ragasztóanyag) termelés → nyálkás iszap, viszkózus iszappuffadás Ülepedési problémák • Gyakorlatban lévő megoldás: külső N forrás adagolás • Gazdaságossági, technológiai problémák
CO2 + H2O O2 PHA PHA Glikogén Glikogén Glikogén Könnyen biodegradálható szerves savak (acetát), cukrok (glükóz) Anaerob szakasz Aerob szakasz Intracelluláris szénhidrát Intracelluláris PHA BME ABÉT kutató csoportja által kifejlesztett eljárás biológiai alapja
Célkitűzés • Annak bizonyítása, hogy a kifejlesztett többletszén eltávolítási technológia nagyüzemi körülmények között is megfelelően működik, és valóban a GAO-k tevékenységén alapszik.
BB szennyvíztisztító telepe Rács Víztelenítő csurgalékvize Elő-ülepítő 2.sz Csurga-lékvíz Szekunder iszap 1.sz át-emelő Sűrítő csurgalékvize Kezelő épületek szennyvizei Qelvétel Megkerülő AE I./1 AE I./2 Utóülepítő Iszap-víztelenítő ALTER ANA AE II./1 AE II./2 Utóülepítő 80-90% 10-20% Qrecirkuláció Csurgalékvíz 2.sz átemelő Elő-ülepítő 1.sz Primer iszap Befolyó Iszap akna Elfolyó
Jellemző paraméterek • Befolyó térfogatáram alacsony, változó • általában <300 m3/d • Alacsony befolyó pH 4-5 • Reaktorokban magas hőmérséklet: • télen >15ºC • nyáron akár 36ºC
Szakaszos kísérlet Kétféle eleveniszap összehasonlítása (BB ipari szennyvizét tisztító biomassza, Délpesti kommunális szennyvíztelep biomasszája): • GAOk jelenlétének igazolása • Denitrifikációs kapacitásbeli különbségeik tanulmányozása • „No head-space” reaktor • 2 db szimultán működtetett
Mérés menete Mintavétel a telepekről 0. nap 2 db levegőztetett reaktor 1. nap Anaerob reaktor Anaerob reaktor DP-eleveniszap+ BB-eleveniszap+ • Szennyvíz (1.eset műszennyvíz 2.eset valódi DP 3.eset valódi DP:BB) • C-forrás (Na-Ac) 1-2. nap között: levegőztetés 2. napAnoxikus reaktor Anoxikus reaktor DP-eleveniszap+ BB-eleveniszap+ • Szennyvíz (1.eset műszennyvíz 2.eset valódi DP 3.eset valódi DP:BB) • C-forrás (Na-Ac) • Nitrát adagolás (KNO3 )
Oldott szerves szénforrás felhasználása a kísérlet No-Headspace szakaszában
Szennyvíziszapok szénhidráttartalma, intra-és extracelluláris szénhidrátmennyiségek aránya
Mikrobiológiai vizsgálatok National University of Singapore, Department of Environmental Science and Engineering • A GAOk jelenlétének igazolása az eleveniszap mintákban • Az eleveniszap összetételének szezonális változásainak nyomonkövetése
2 1 1 2 Szüret Palack, hordó mosás Szűrés
Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (TRFLP) DNS extrahálása a mintából PCR fluoreszcensen jelölt 16S RNS forward primerrel PCR termék emésztés restrikciós enzimekkel Relatív fluoreszcencia Fragmensek elválasztása kapilláris elektroforézissel Jelölt fragmensek detektálása
In silico analízis • Phylogenetic Assignment Tool:Internet alapú Adatbázis Mikrobacsoportok TRFLP Profiljának Analíziséhez North Temperate Lakes Microbial Observatory, University of Wisconsinhttp://trflp.limnology.wisc.edu • Microbial Community Analysis III., University of Idahohttp://mica.ibest.uidaho.edu • Eredmények: • uncultured bacterium TFOc39. • ill. vagylagosan az uncultured bacterium TFOc18., TFOa28., TFOa43., TFOa44., TFOa5., TFOb30., TFOb5., TFOb29
Fluorszcens In Situ Hibridizáció (FISH) Alapja: • Minta fixálás tárgylemezen • Denaturálás:riboszómális RNS (16S) hozzáférhetővé válik • Szintén egyszálú, jelzőmolekuláttartalmazó és ismert régióra specifikus RNS-próbát adunk hozzá • Inkubálás: komplementer szekvenciák révén hibridmolekulák jönnek létre • Specifikusság a hőmérséklet és az ionerősség függvénye (hibridizációs puffer) • Vizsgálat: epifluoreszcens, ill. konfokális pásztázólézer- mikroszkópia (CLSM)
Eredmények: A biomassza összetételében bekövetkezett változások
Köszönöm a figyelmet! TFO cy3 (piros) + alfa 986 cy5 (zöld)
Köszönetnyilvánítás • Dr. Jobbágy Andrea és a BME ABÉT kutatócsoport • Prof Wen-Tso Liués az NUS ESE kutatócsoport • Balatonboglári Borkombinát szennyvízkezelő telepének üzemeltető csoportja