Деструкция фенола при формировании поливидовой биопленки на природных и синтетических носителях в биофильтре
Вантажиться...
Дата
2019
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
Номер ISSN
Номер E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
Цель. Определить эффективность процесса очистки воды от фенола микроорганизмами-деструкторами при формировании поливидовой биопленки
на природных и синтетических носителях в биофильтре. Методы. В работе использовали ассоциацию бактерий-деструкторов фенола – Aeromonas
ichthiosmia ONU552, Васillus subtilis ONU551, Pseudomonas maltophilia
ONU329, Pseudomonas fluorescens ONU328, Pseudomonas cepacia ONU327.
Окрашивание сформировавшихся биопленок осуществляли 1% раствором
акридинового оранжевого. Микроскопию образцов проводили под флуоресцентным микроскопом Primo Star PC и световым микроскопом Carl Ceiss
при увеличении ½900, фотографировали с использованием камеры Olympus
DCM (3,0 M pixels). Концентрацию фенола в воде определяли экстракционно-фотометрическим методом с использованием 4-аминоантипирина.
Результаты. Методом флуоресцентной микроскопии подтверждено, что
используемые для очистки воды бактерии-деструкторы фенола образовывали биопленку в биофильтре на носителях разной природы – керамических
трубках, створках мидий, торфе, цеолите, активированном угле, синтетическом носителе типа ВИЯ, песке. В лабораторных условиях подтверждена
эффективность работы колоночного биофильтра периодического действия
проточно-восходящего типа с послойной комплексной загрузкой сорбентов
при очистке фенол-содержащей воды (исходная концентрация фенола –
300 мг/л). Через 2 часа работы биофильтра степень очистки воды составляла 40% (остаточная концентрация фенола в воде 180±17,2 мг/л),
что было связано с сорбцией фенола на носителях, в процессе биодеструкции она достигала 90% (остаточная концентрация фенола в воде –
29,5±2,8 мг/л) на 6-ой день. В последующие дни эффективность работы био-
фильтра при непрерывном поступлении загрязненной фенолом воды была
на уровне 50-75%, и в стационарно-циклическом режиме достигала 80-
90% (концентрация фенола в воде варьировала от 29,5±2,8 до 60±5,7 мг/л).
Вывод. Новый микробный консорциум образует на природных и синтетических носителях фильтра биопленку, что способствует эффективной очистке воды от фенола и продолжительности работы биофильтра проточного
типа (до 2 мес) без дополнительной регенерации.
Мета. Визначити ефективність процесу очищення води від фенолу мікроорганізмами-деструкторами при формуванні полівидової біоплівки на природних і синтетичних носіях в біофільтрі. Методи. У роботі використовували асоціацію бактерій-деструкторів фенолу – Aeromonas ichthiosmia ONU552, Васillus subtilis ONU551, Pseudomonas maltophilia ONU329, Pseudomonas fluorescens ONU328, Pseudomonas cepacia ONU327. Забарвлення сформованих біоплівок здійснювали 1% розчином акридинового помаранчевого. Мікроскопію зразків проводили під флуоресцентним мікроскопом Carl Zeiss і світловим мікроскопом Carl Zeiss, Primo Star з фото-фіксацією. Концентрацію фенолу у воді визначали екстракційно-фотометричним методом з використанням 4-аміноантипірину. Результати. Методом флуоресцентної мікроскопії підтверджено, що використані для очищення води від фенолу бактерії-деструктори утворювали біоплівку в біофільтрі на носіях різної природи – керамічних трубках, мушлях мідій, торфі, цеоліті, активованому вугіллі, синтетичному носії типу «ВІЯ», піску. У лабораторних умовах доведено ефективність роботи колоночного біофільтра періодичної дії проточно-висхідного типу з пошаровим комплексним завантаженням сорбентів при очищенні фенол-вмісної води (вихідна концентрація фенолу – 300 мг/л). Через 2 години роботи біофільтра ступінь очищення води становив 40% (залишкова концентрація фенолу у воді 180±17,2 мг/л), що було пов'язано з сорбцією фенолу на носіях, в процесі біодеструкції вона сягала 90% (залишкова концентрація фенолу у воді – 29,5±2,8 мг/л) на 6-ий день. У наступні дні ефективність роботи біофільтра при безперервному надходженні забрудненої фенолом води була на рівні 50–75%, і в стаціонарно-циклічному режимі сягала 80–90% (концентрація фенолу у воді варіювала від 29,5±2,8 мг/л до 60±5,7 мг/л). Висновок. Новий мікробний консорціум утворює на природних і синтетичних носіях фільтра біоплівку, що сприяє ефективному очищенню води від фенолу і тривалості роботи біофільтра проточного типу (до 2 міс) без додаткової регенерації.
Aim. To determine the effectiveness of the process of water purification from phenol by microorganisms-destructors in the formation of a polyvidiofilm biofilm on natural and synthetic carriers in a biofilter. Methods. An association of phenol bacterium destructors — Aeromonas ichthiosmia ONU552, Basillus subtilis ONU551, Pseudomonas maltophilia ONU329, Pseudomonas fluorescens ONU328, Pseudomonas cepacia ONU327 was used. Stained biofilms were stained with 1% acridine orange solution. Microscopy of the samples was carried out under a Carl Zeiss fluorescence microscope and a Carl Zeiss, Primo Star light microscope with photo fixation. The concentration of phenol in water was determined by the extraction-photometric method using 4-aminoantipyrin. Results. Using fluorescence microscopy, it was confirmed that bacteria used for purification of water from phenol - destructors formed a biofilm in a biofilter on carriers of different nature – ceramic tubes, mussel valves, peat, zeolite, activated carbon, synthetic media such as "VIYA", sand. In laboratory conditions, the effectiveness of the operation of a column-based biofilter of flow-up-stage type with layer- by-layer complex loading of sorbents during purification of phenol-containing water (initial concentration of phenol – 300 mg/l) was confirmed. After 2 hours of the biofilter operation, the degree of water purification was 40% (residual phenol concentration in water 180±17.2 mg/ l), which was associated with phenol sorption on carriers; during biodegradation, it reached 90% (residual phenol concentration in water – 29.5±2.8 mg/l) on the 6th day. In the following days, the efficiency of the biofilter with continuous intake of phenol-contaminated water was at the level of 50–75%, and in the stationary-cyclic mode reached 80–90% (the concentration of phenol in the water varied from 29.5±2.8 to 60±5.7 mg/l). Conclusion. The new microbial consortium forms a biofilm on natural and synthetic filter carriers, which contributes to the effective purification of water from phenol and the flow-through biofilter operation time (up to 2 months) without additional regeneration.
Мета. Визначити ефективність процесу очищення води від фенолу мікроорганізмами-деструкторами при формуванні полівидової біоплівки на природних і синтетичних носіях в біофільтрі. Методи. У роботі використовували асоціацію бактерій-деструкторів фенолу – Aeromonas ichthiosmia ONU552, Васillus subtilis ONU551, Pseudomonas maltophilia ONU329, Pseudomonas fluorescens ONU328, Pseudomonas cepacia ONU327. Забарвлення сформованих біоплівок здійснювали 1% розчином акридинового помаранчевого. Мікроскопію зразків проводили під флуоресцентним мікроскопом Carl Zeiss і світловим мікроскопом Carl Zeiss, Primo Star з фото-фіксацією. Концентрацію фенолу у воді визначали екстракційно-фотометричним методом з використанням 4-аміноантипірину. Результати. Методом флуоресцентної мікроскопії підтверджено, що використані для очищення води від фенолу бактерії-деструктори утворювали біоплівку в біофільтрі на носіях різної природи – керамічних трубках, мушлях мідій, торфі, цеоліті, активованому вугіллі, синтетичному носії типу «ВІЯ», піску. У лабораторних умовах доведено ефективність роботи колоночного біофільтра періодичної дії проточно-висхідного типу з пошаровим комплексним завантаженням сорбентів при очищенні фенол-вмісної води (вихідна концентрація фенолу – 300 мг/л). Через 2 години роботи біофільтра ступінь очищення води становив 40% (залишкова концентрація фенолу у воді 180±17,2 мг/л), що було пов'язано з сорбцією фенолу на носіях, в процесі біодеструкції вона сягала 90% (залишкова концентрація фенолу у воді – 29,5±2,8 мг/л) на 6-ий день. У наступні дні ефективність роботи біофільтра при безперервному надходженні забрудненої фенолом води була на рівні 50–75%, і в стаціонарно-циклічному режимі сягала 80–90% (концентрація фенолу у воді варіювала від 29,5±2,8 мг/л до 60±5,7 мг/л). Висновок. Новий мікробний консорціум утворює на природних і синтетичних носіях фільтра біоплівку, що сприяє ефективному очищенню води від фенолу і тривалості роботи біофільтра проточного типу (до 2 міс) без додаткової регенерації.
Aim. To determine the effectiveness of the process of water purification from phenol by microorganisms-destructors in the formation of a polyvidiofilm biofilm on natural and synthetic carriers in a biofilter. Methods. An association of phenol bacterium destructors — Aeromonas ichthiosmia ONU552, Basillus subtilis ONU551, Pseudomonas maltophilia ONU329, Pseudomonas fluorescens ONU328, Pseudomonas cepacia ONU327 was used. Stained biofilms were stained with 1% acridine orange solution. Microscopy of the samples was carried out under a Carl Zeiss fluorescence microscope and a Carl Zeiss, Primo Star light microscope with photo fixation. The concentration of phenol in water was determined by the extraction-photometric method using 4-aminoantipyrin. Results. Using fluorescence microscopy, it was confirmed that bacteria used for purification of water from phenol - destructors formed a biofilm in a biofilter on carriers of different nature – ceramic tubes, mussel valves, peat, zeolite, activated carbon, synthetic media such as "VIYA", sand. In laboratory conditions, the effectiveness of the operation of a column-based biofilter of flow-up-stage type with layer- by-layer complex loading of sorbents during purification of phenol-containing water (initial concentration of phenol – 300 mg/l) was confirmed. After 2 hours of the biofilter operation, the degree of water purification was 40% (residual phenol concentration in water 180±17.2 mg/ l), which was associated with phenol sorption on carriers; during biodegradation, it reached 90% (residual phenol concentration in water – 29.5±2.8 mg/l) on the 6th day. In the following days, the efficiency of the biofilter with continuous intake of phenol-contaminated water was at the level of 50–75%, and in the stationary-cyclic mode reached 80–90% (the concentration of phenol in the water varied from 29.5±2.8 to 60±5.7 mg/l). Conclusion. The new microbial consortium forms a biofilm on natural and synthetic filter carriers, which contributes to the effective purification of water from phenol and the flow-through biofilter operation time (up to 2 months) without additional regeneration.
Опис
Ключові слова
очистка воды, бактерии–деструкторы фенола, био- фильтр, биопленка, флуоресцентная микроскопия, очищення води, бактерії - деструктори фенолу, біо- фільтр, біоплівка, флуоресцентна мікроскопія, water purification, bacteria - phenol destructors, biofilter, biofilms, fluorescence microscopy
Бібліографічний опис
Мікробіологія і біотехнологія