Biyoagmentasyon - Bioaugmentation
Biyolojik güçlendirme , bir kirletici maddenin bozunma oranını hızlandırmak için gereken arke veya bakteri kültürlerinin eklenmesidir . Kontamine alanlardan kaynaklanan organizmalar atıkları şimdiden parçalayabilirler, ancak belki de verimsiz ve yavaş olabilir.
Bioaugmentation o çalışmayı gerektirmektedir hangi biyoremediasyonun türüdür yerli olmadığını belirlemek için bir konumda çeşitleri mevcut biostimulation mümkündür. Lokasyonda bulunan yerli bakterileri keşfettikten sonra, eğer yerli bakteriler kontaminantları metabolize edebilirse, kontaminantların bozunmasını hızlandırmak için lokasyona daha fazla yerli bakteri kültürü uygulanacak. Bioaugmentation, kirletici bozunmayı arttırmak için daha fazla arkea veya bakteri kültürünün tanıtılmasıdır, biyostimülasyon ise bakteriyel metabolizmayı teşvik etmek için yerli bakteriler için besin takviyelerinin eklenmesidir. Yerli tür , iyileştirme sürecini gerçekleştirmek için metabolik kapasiteye sahip değilse, bu tür karmaşık yollara sahip eksojen çeşitler tanıtılır. Biyo-çoğaltmanın kullanımı, mikrobiyal ekoloji ve biyoloji, immobilizasyon ve biyoreaktör tasarımı alanlarında ilerleme sağlar.
Biyoagmentasyon, aktif çamur biyoreaktörlerini yeniden başlatmak için belediye atık su arıtımında yaygın olarak kullanılmaktadır . Mevcut kültürlerin çoğu, gerekli tüm mikroorganizmaları içeren mikrobiyal kültürleri içerir ( B. licheniformis , B. thuringiensis , P. polymyxa , B. stearothermophilus , Penicillium sp. , Aspergillus sp. , Flavobacterium , Arthrobacter , Pseudomonas , Streptomyces , Saccharomyces , vb.) . Aktif çamur sistemleri genellikle bakteriler, protozoa, nematodlar, rotiferler ve mantarlar gibi biyolojik olarak parçalanabilen organik maddeyi parçalayabilen mikroorganizmalara dayanır. Biyo-agmentasyon kullanımının, maddeleri parçalama işleminin verimliliğindeki ve hızındaki iyileşme ve bir alandaki toksik partiküllerin azaltılması gibi birçok olumlu sonucu vardır.
Başvurular
Toprak iyileştirme
Biyo-otogmentasyon, biyoremediasyona uğramış, ancak yine de çevresel risk oluşturan kirlenmiş topraklarda elverişlidir. Bunun nedeni, başlangıçta çevrede bulunan mikroorganizmaların , kirlenmiş topraktaki kimyasalları parçalamak söz konusu olduğunda biyoremediasyon sırasında görevlerini yerine getirememeleridir . Orijinal bakterilerin başarısızlığına çevresel stresler ve ayrıca mutasyon oranlarına bağlı olarak mikrobiyal popülasyondaki değişiklikler neden olabilir. Mikroorganizmalar eklendiğinde, potansiyel olarak yeni kirletici maddenin doğasına daha uygun hale gelirler, bu arada daha eski mikroorganizmalar eski kirlilik ve kirlenmeye benzer. Ancak, bu pek çok faktörden yalnızca biridir; site boyutu da çok önemli bir belirleyicidir. Biyo-büyümenin uygulanıp uygulanmayacağını görmek için genel ortam dikkate alınmalıdır. Ayrıca, son derece uzmanlaşmış bazı mikroorganizmalar, belirli site ayarlarına uyum sağlayamaz. Belirli mikroorganizma türlerinin mevcudiyeti (biyoremediasyon için kullanıldığı gibi) da bir sorun olabilir. Biyo-büyüme, kirlenmiş toprak için mükemmel bir çözüm gibi görünse de, bazı dezavantajları olabilir. Örneğin, yanlış bakteri türü potansiyel olarak tıkanmış akiferlere neden olabilir veya iyileştirme sonucu eksik veya yetersiz olabilir.
Klorlu çözücülerin biyoagmentasyonu
Toprak ve yeraltı suyunun, tetrakloroetilen ve trikloroetilen gibi klorlu etenlerle kirlendiği yerlerde, yerinde mikroorganizmaların bu kirletici maddeleri tamamen toksik olmayan etilen ve klorüre indirgeyebilmesini sağlamak için biyoagmentasyon kullanılabilir . Biyoagmentasyon, BTEX , kloroetanlar , klorometanlar ve MTBE dahil olmak üzere diğer bileşikleri biyolojik olarak bozma potansiyeline sahip yeni kültürler olmasına rağmen, tipik olarak yalnızca klorlu etenlerin biyoremediasyonuna uygulanabilir . Klorlu etenler için biyogmentasyonun bildirilen ilk uygulaması Kelly Hava Kuvvetleri Üssü , TX'teydi . Biyo-otogmentasyon tipik olarak, biyo-otogmentasyon kültüründe klorsuzlaştırıcı mikroorganizmaların büyümesini destekleyen yeraltı suyunda jeokimyasal koşulları elde etmek için elektron donörü (biyostimülasyon) ilavesiyle birlikte gerçekleştirilir.
Niş uygunluk
Bir ortama daha fazla mikrop dahil etmek, temizleme süresinin hızı açısından faydalıdır. İki bileşiğin etkileşimi ve yarışmaları, orijinal veya yeni bir mikroorganizmanın sahip olabileceği performansı etkiler. Bu, bölgeye yeni mikropları destekleyen bir toprak yerleştirerek ve ardından performansa bakarak test edilebilir. Sonuçlar, yeni mikroorganizmanın o toprakta diğer mikroorganizmalarla yeterince iyi performans gösterip göstermediğini gösterecektir. Bu, performansı optimize etmek ve bir ortak metabolizma oluşturmak için gerekli olan doğru mikrop ve yerli maddelerin miktarını belirlemeye yardımcı olur.
Çin'de kok fabrikası atıksu
Biyo-büyümenin bir çevreyi nasıl iyileştirdiğinin bir örneği, Çin'deki kok fabrikası atık suyudur . Çin'de kömür, ana enerji kaynağı olarak kullanılır ve kirli su, amonyak , tiyosiyanat , fenoller gibi zararlı toksik kirleticiler ve mono- ve polisiklik nitrojen içeren aromatikler , oksijen ve kükürt içeren heterosiklikler ve polinükleer aromatik hidrokarbonlar gibi diğer organik bileşikler içerir. . Bu sorunu tedavi etmek için önceki önlemler aerobik-anoksik-oksik sistem, çözücü ekstraksiyonları, akış sıyırma ve biyolojik arıtmaydı. Biyoagmentasyonun 3-klorobenzoat, 4-metil benzoat, toluen , fenol ve klorlu çözücüleri ortadan kaldırdığı bildirilmiştir .
Anaerobik reaktör, plastik halka ve sentetik elyaf ipi ile yapılan yarı yumuşak ortam ile paketlendi. Oksik reaktör, poliüretan köpük taşıyıcıların eklendiği hibrit bir biyoreaktör iken, anoksik reaktör tamamen karıştırılmış bir reaktördür . Anoksik reaktörden, odik reaktörden ve çökeltme tankından gelen su kullanılmış ve farklı miktarlarda eski ve gelişmiş mikropların karışımları .75 konsantrasyon ve 28 derece Santigrat ile yapılmıştır. Kirletici bozunma hızı, mikrop konsantrasyonu miktarına bağlıydı. Gelişmiş mikrobiyal toplulukta yerli mikroorganizmalar, kok fabrikası atık suyundaki piridinler ve fenolik bileşikler gibi kirleticileri parçaladı . Yerli heterotrofik mikroorganizmalar eklendiğinde, birçok büyük moleküler bileşiği daha küçük ve daha basit bileşiklere dönüştürdüler ve bunlar daha biyolojik olarak parçalanabilir organik bileşiklerden alınabiliyordu. Bu, biyolojik arıtma sisteminin geleneksel biyolojik arıtma sistemi ile düzgün bir şekilde uzaklaştırılmayan istenmeyen bileşiklerin uzaklaştırılması için bir araç olarak kullanılabileceğini kanıtlamaktadır. Biyoagmentasyon, kok fabrikası atık suyunun arıtılması için A1 – A2 – O sistemi ile birleştirildiğinde çok güçlüdür.
Petrol temizleme
Olarak petrol endüstrisinde , petrol sahası sondaj çukuru bertaraf nasıl ile büyük problem vardır. Birçoğu eskiden çukurun üzerine kiri yerleştirirdi, ancak biyoagmentasyonu kullanmak çok daha verimli ve ekonomik olarak faydalıdır. Gelişmiş mikropların kullanımıyla, sondaj şirketleri, atıkları etrafa aktarmak yerine petrol sahası çukurundaki sorunu çözebilirler. Spesifik olarak, polisiklik aromatik hidrokarbonlar bazı bakteriler tarafından metabolize edilebilir ve bu da sondaj faaliyetlerinden kaynaklanan çevresel zararı önemli ölçüde azaltır. Uygun çevre koşulları göz önüne alındığında, mikroplar hidrokarbonları parçalamak için yağ ocağına yerleştirilir ve bunların yanında diğer besinler de bulunur. İşlemden önce toplam petrol hidrokarbon (TPH) seviyesi 44.880 ppm idi ve bu sadece 47 gün içinde TPH 10.000 ppm düzeyine 6.486 ppm'ye düşürüldü.
Arızalar ve olası çözümler
Yanlış organizmanın kullanımı da dahil olmak üzere, biyo-agmentasyonun kendi sürecinde eksikliklere sahip olduğu birçok örnek olmuştur. Biyo-çoğaltmanın çevreye uygulanması, avlanma sorunları, yerli ve aşılanmış bakteriler arasında beslenme rekabeti, yetersiz aşılama ve büyük aşılamalar nedeniyle ekolojik dengeyi bozabilir. Ortaya çıkan bu sorunların olasılıklarını sınırlamak için her sorun farklı teknikler kullanılarak çözülebilir. Predasyon, aşılanmış bakterilerin yüksek başlangıç dozları veya aşılamadan önce ısıl işlemle önlenebilirken, beslenme rekabeti biyostimülasyon ile çözülebilir. Yetersiz aşılama, tekrarlanan veya sürekli aşılama ile tedavi edilebilir ve büyük aşılamalar, yüksek düzeyde izlenen bakteri dozajları ile çözülür.
Örnekler arasında, katılan bakterilerin topraktaki bozunmayı artırmada başarısız olması ve biyo-agmentasyon denemelerinin laboratuvar ölçeğinde başarısız olmasına karşın büyük ölçekte başarılı olması sayılabilir. Bu sorunların çoğu, mikrobiyal ekoloji sorunlarının biyo-agmentasyon performansını haritalamak için dikkate alınmaması nedeniyle ortaya çıktı. Mikropların yerleştirilecek mikrobik topluluktaki koşullara dayanma yeteneğini göz önünde bulundurmak çok önemlidir. Başarısız olan vakaların çoğunda, yalnızca mikropların bileşikleri parçalama yetenekleri dikkate alındı ve mevcut topluluklardaki uygunlukları daha azdı. ortaya çıkan rekabet stresi. Kirleticileri parçalamak için gereken türlere bakmadan önce mevcut toplulukları belirlemek daha iyidir.