AUTOTROFNÍ DENITRIFIKACE BAKTERIÍ THIOBACILLUS DENITRIFICANS ZA PŘÍTOMNOSTI FOSFORU A MOLYBDENU

Transkript

1 AUTOTROFNÍ DENITRIFIKACE BAKTERIÍ THIOBACILLUS DENITRIFICANS ZA PŘÍTOMNOSTI FOSFORU A MOLYBDENU Zuzana BLAŽKOVÁ, Eva SLEHOVÁ, Vojtěch TROUSIL, Jiří PALARČÍK, Miloslav SLEZÁK, Jiří CAKL UNIVERZITA PARDUBICE

2 Úvod Dusičnanové ionty a dusitanové ionty ve vodách Nadměrná eutrofizace vod Vznik methemoglobinémie Karcinom žaludku nebo močového měchýře ofmethemoglobinemianeitherclearnorcurrent/

3 Autotrofní denitrifikace Oxidačněredukční děj Oxidace elementární síry, pyritu, thiosíranu apod. Redukce dusičnanových a dusitanových iontů

4 Autotrofní denitrifikace Bakterie Thiobacillus denitrificans Betaproteobacteria G, pohyblivé tyčinky Obligátně chemolitoautotrofní Fakultativně anaerobní: aerobní podmínky O 2 anoxické podmínky NO 3 Buňky bakterie Thiobacillus denitrificans barvené dle Grama, zvětšeno 1000x

5 Autotrofní denitrifikace Výhody v porovnání s heterotrofní denitrifikací Cena Odstranění i nízkých koncentrací NO 3 Nízká produkce bakteriálního kalu Nevýhoda v porovnání s heterotrofní denitrifikací Rychlost X

6 Cíle práce Optimalizace reakčních podmínek autotrofní denitrifikace bakteriemi Thiobacillus denitrificans ph (nad 5,5) Teplota (33 C) Přídavek fosforu a molybdenu do systému Experimentální ověření účinnosti v přítomnosti těchto látek Definování spotřebovaného množství při reakci

7 Experimentální část Th. denitrificans DSM Médium S6 Vsádkové reaktory Síra (frakce 2,5 5,0 mm) CaCO 3 (regulace ph) Inokulum (OD = 0,17) NaNO 3 (c = 100 mg/l NO 3 ) NaH 2 PO 4, Na 2 MoO. 4 2H 2 O Agar 15,0 g Na 2 S 2 O 3 10,0 g KH 2 PO 4 11,8 g Na 2 HPO 4 1,2 g MgSO 4.7H 2 O 0,1 g (NH 4 ) 2 SO 4 0,1 g CaCl 2 0,03 g FeCl 3 0,02 g MnSO 4 0,02g

8 Experimentální část Sledované parametry Koncentrace NO 3 ČSN ISO ( ) Koncentrace NO 2 ČSN EN ( ) Koncentrace P ČSN EN ISO 6878 ( ) ph, teplota, ORP, O 2 rozp. Fázová kontrastní mikroskopie Zvětšeno 400x

9 Průběh autotrofní denitrifikace Vsádkový reaktor 50 g síry, 50 g CaCO K (NO 3 ) K (NO 2 ) 3,0 2,5 2,0 denitrificans OD 0,17 c(no 3 ) [mg/l] ,5 1,0 c(no 2 ) [mg/l] 20 0, ,0

10 Studium autotrofní denitrifikace v přítomnosti fosforu Šest vsádkových reaktorů 50 g síry, 50 g CaCO 3 denitrificans OD 0,17 Označení K P1 P2 P3 P4 P5 Obsah P 0 mg/l 0,5 mg/l 1,0 mg/l 1,5 mg/l 2,0 mg/l 3,0 mg/l c(no 3 ) [mg/l] K (0 mg/l) P1 (0,5 mg/l) P2 (1,0 mg/l) P3 (1,5 mg/l) P4 (2,0 mg/l) P5 (3,0 mg/l)

11 Studium autotrofní denitrifikace v přítomnosti fosforu Šest vsádkových reaktorů 50 g síry, 50 g CaCO 3 denitrificans OD 0,17 3,0 2,5 2,0 K (0 mg/l) P1 (0,5 mg/l) P2 (1,0 mg/l) P3 (1,5 mg/l) P4 (2,0 mg/l) P5 (3,0 mg/l) Označení K P1 P2 P3 P4 P5 Obsah P 0 mg/l 0,5 mg/l 1,0 mg/l 1,5 mg/l 2,0 mg/l 3,0 mg/l c(no 2 ) [mg/l] 1,5 1,0 0,5 0,0

12 Studium autotrofní denitrifikace v přítomnosti fosforu Šest vsádkových reaktorů 50 g síry, 50 g CaCO 3 denitrificans OD 0, Označení K P1 P2 P3 P4 P5 Obsah P 0 mg/l 0,5 mg/l 1,0 mg/l 1,5 mg/l 2,0 mg/l 3,0 mg/l N celk. [mg/l] K (0 mg/l) P1 (0,5 mg/l) P2 (1,0 mg/l) P3 (1,5 mg/l) P4 (2,0 mg/l) P5 (3,0 mg/l)

13 Spotřeba fosforu při autotrofní Pět vsádkových reaktorů denitrifikaci 50 g síry, 50 g CaCO 3 denitrificans OD 0,17 c(ppo 3 ) [mg/l] 4 4,0 3,5 3,0 2,5 P1 (0,5 mg/l) P2 (1,0 mg/l) P3 (1,5 mg/l) P4 (2,0 mg/l) P5 (3,0 mg/l) Označení P1 P2 P3 P4 P5 Obsah P 0,5 mg/l 1,0 mg/l 1,5 mg/l 2,0 mg/l 3,0 mg/l 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0

14 c(no 3 ) [mg/l] Studium autotrofní denitrifikace v přítomnosti molybdenu Čtyři vsádkové reaktory 50 g síry, 50 g CaCO 3 denitrificans OD 0, Označení K Mo1 Mo2 Mo3 Obsah Mo 0 mg/l 0,1 mg/l 0,5 mg/l 1,0 mg/l K (0 mg/l) Mo1 (0,1 mg/l) Mo2 (0,5 mg/l) Mo3 (1,0 mg/l)

15 Studium autotrofní denitrifikace v přítomnosti molybdenu Čtyři vsádkové reaktory 50 g síry, 50 g CaCO 3 denitrificans OD 0,17 1,0 0,8 0,6 K (0 mg/l) Mo1 (0,1 mg/l) Mo2 (0,5 mg/l) Mo3 (1,0 mg/l) Označení K Mo1 Mo2 Mo3 Obsah Mo 0 mg/l 0,1 mg/l 0,5 mg/l 1,0 mg/l c(no 2 ) [mg/l] 0,4 0,2 0,0

16 Studium autotrofní denitrifikace v přítomnosti molybdenu Čtyři vsádkové reaktory 50 g síry, 50 g CaCO 3 denitrificans OD 0, Označení K Mo1 Mo2 Mo3 Obsah Mo 0 mg/l 0,1 mg/l 0,5 mg/l 1,0 mg/l N celk. [mg/l] K (0mg/l) Mo1 (0,1 mg/l) Mo2 (0,5 mg/l) Mo3 (1,0 mg/l)

17 Studium autotrofní denitrifikace v přítomnosti fosforu a molybdenu Dva vsádkové reaktory 50 g síry, 50 g CaCO 3 denitrificans OD 0,17 Označení Obsah P Obsah Mo K 0 mg/l 0 mg/l P 1,0 mg/l 0 mg/l Mo 0 mg/l 0,1 mg/l PMo 1,0 0,1 mg/l c(no 3 ) [mg/l] K (0 mg/l) P (1,0 mg/l) Mo (0,1 mg/l) PMo (1,0 mg/l P a 0,1 mg/l Mo)

18 Studium autotrofní denitrifikace v přítomnosti fosforu a molybdenu Dva vsádkové reaktory 50 g síry, 50 g CaCO 3 denitrificans OD 0,17 c(no 2 ) [mg/l] 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 K (0 mg/l) P (1,0 mg/l) Mo (0,1 mg/l) PMo (1,0 mg/l P a 0,1 mg/l Mo) 0,2 Označení Obsah P Obsah Mo 0,1 K 0 mg/l 0 mg/l 0,0 PMo 1,0 0,1 mg/l

19 N celk. [mg/l] Studium autotrofní denitrifikace v přítomnosti fosforu a molybdenu Dva vsádkové reaktory 50 g síry, 50 g CaCO 3 denitrificans OD 0, K (0 mg/l) P (1,0 mg/l) Mo (0,1 mg/l) PMo (1,0 mg/l P a 0,1 mg/l Mo) Označení Obsah P Obsah Mo K 0 mg/l 0 mg/l 0 PMo 1,0 0,1 mg/l

20 Závěr Urychlení autotrofní denitrifikace bakterií Thiobacillus denitrificans správným dávkováním fosforu a molybdenu 1,0 mg/l fosforu pro 100 mg/l NO 3, S a CaCO 3 1:1 (50 g) 0,1 mg/l molybdenu pro 100 mg/l NO 3, S a CaCO 3 1:1 (50 g)

21 Děkuji za pozornost Zuzana Blažková 15. Října 2015 Inovativní sanační technologie ve výzkumu a praxi VIII, Hustopeče