Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/5113
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dc.contributor.advisor盧至人zh_TW
dc.contributor.advisorLu Chih-Jenen_US
dc.contributor.author王志弘zh_TW
dc.contributor.authorWang, Chih-Hungen_US
dc.date2005zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-06T06:34:03Z-
dc.date.available2014-06-06T06:34:03Z-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/5113-
dc.description.abstract本研究之主要目的在建立real-time PCR應用於UASB系統中微生物的絕對定量分析;並進行批次實驗(微生物添加試驗),探討添加不同比例的微生物(已馴化顆粒性污泥與Dehalococcoides ethenogenes strain 195)對四氯乙烯降解的影響;最後以連續流實驗(生物強化試驗),探討生物強化前後,對UASB反應槽處理四氯乙烯的效應。 研究結果顯示,real-time PCR的R2皆為0.99以上及PCR產物的Tm值無其他干擾物質,對於Eubacteria與Dehalococcoides ethenogenes是一種良好的絕對定量分析法。添加已馴化顆粒性污泥於未馴化顆粒性污泥文中,四氯乙烯的去除率由8%增加為34%,且添加0.1 g-VS的菌量,可提高41%的四氯乙烯降解速率;在添加strain 195於已馴化與未馴化顆粒性污泥後,四氯乙烯的去除率分別由57%與8%,增加為100%,且每加0.1 g-VS的純菌,分別可提高24%與335%的四氯乙烯降解速率。已馴化顆粒性污泥與純菌的添加比例增加,四氯乙烯的去除率亦隨之提高,中間產物的回收率卻降低。推測上述菌群對四氯乙烯的降解機制:未馴化顆粒性污泥為共代謝作用,已馴化顆粒性污泥為共代謝與鹵化呼吸作用,而純菌為鹵化呼吸作用。UASB連續流在未生物強化階段對四氯乙烯的生物去除率為77 ± 4%,在已生物強化階段對四氯乙烯的生物去除率為89 ± 2%,生物去除率增加約12%,此結果顯示可藉由生物強化作用來增加UASB處理四氯乙烯的效率。實驗期間以real-time PCR監測菌量變化,發現UASB系統於生物強化後,Dehalococcoides ethenogenes strain 195數量約3 ± 0.6 × 105 copies/g-granular sludge,經計算可知,每一複製數(copies)的strain 195可增加四氯乙烯的生物降解率(nmole/day)為2 × 10-4 nmole/day-copies。zh_TW
dc.description.abstractThe objectives of this study were to establish a quantitative method of real-time PCR for quantifying biomass amount in UASB reactors and to investigate the effects of bioaugmentation (with acclimated granular sludge and Dehalococcoides ethenogenes strain 195) on PCE degradation in batch tests and continuous UASB studies. The results showed that real-time PCR was a good method for quantification of Eubacteria and Dehalococcoides ethenogenes because the R2 values were up to 0.99 and Tm values were no interferences. When unacclimated granular sludge was augmented with acclimated granular sludge, PCE removal increased from 8% to 34%. An addition amount of 0.1 g-VS increased PCE biodegradation rate up to 41%. When strain 195 was augmented to unacclimated and acclimated granular sludges, PCE removals increased from 57% and 8%, respectively, both to 100%. An addition amount of 0.1 g-VS increased PCE biodegradation rates of 24% and 335%, respectively. It was observed that the increased efficiencies were coupled with decreased product recoveries, indicating that chlorinated ethylenes, apart from those not detected, might have been assimilated into biomass. It is therefore suggested that the possible mechanisms of PCE degradation by unacclimated granular sludge, acclimated granular sludge, and pure culture were cometabolism, both cometabolism and halorespiration, and halorespiration, respectively. For the continuous UASB runs, the bioaugmentation enhanced PCE biological removal from 77 4 to 89 2%. Quantification by real-time PCR showed that the concentration of Dehalococcoides ethenogenes strain 195 in the UASB was about 3 0.6 105 copies/g-granular sludge after bioaugmentation. Each copy of strain 195 was responsible for increasing PCE biological removal rate (nmole/day) at 2 10-4 nmole/day-copies.en_US
dc.description.tableofcontents摘要 I Abstract II 目錄 III 圖目錄 VI 表目錄 X 第一章 前言 1 1.1 研究緣起 1 1.2 研究目的 3 第二章 文獻回顧 4 2.1 四氯乙烯 4 2.1.1 四氯乙烯之物理化學特性 4 2.1.2 四氯乙烯的毒理特性及其代謝途徑 6 2.1.3 四氯乙烯現行管制標準 8 2.2 地下水中含氯碳氫化合物的污染及處理方法 10 2.2.1 物理化學處理法 11 2.2.2 生物復育處理法 12 2.2.3 植物復育法(Phytoremediation) 15 2.2.4 天然衰減法 15 2.3 氯化乙烯類的厭氧生物降解 16 2.3.1 氯化乙烯之生物降解機制 17 2.3.2 氯化乙烯之厭氧降解菌群 21 2.3.3 Dehalococcoides ethenogenes strain 195 24 2.4 生物強化 27 2.4.1 生物強化對四氯乙烯降解的應用 27 2.5 上流式厭氧污泥床 28 2.5.1 UASB的發展 29 2.5.2 顆粒性污泥 29 2.5.3 UASB基本操作原理 31 2.5.4 UASB的優點 34 2.5.5 UASB處理四氯乙烯的研究 35 2.6 分子生物技術的應用 37 2.6.1 16S rDNA技術與聚合酶連鎖反應 38 2.6.2 即時定量PCR(Real-Time Quantitation PCR) 39 第三章 實驗設備與方法 43 3.1 實驗用藥品 43 3.1.1 主要基質 43 3.1.2 無機營養鹽 43 3.1.3 實驗用水 45 3.1.4 含氯碳氫化合物 45 3.1.5 HPLC流洗液 46 3.1.6 容器清洗液 46 3.1.7 丙酮 47 3.2 分析設備與方法 47 3.2.1 四氯乙烯與三氯乙烯之分析 47 3.2.2 二氯乙烯及氯乙烯之分析 48 3.2.3 乙烯、甲烷之分析 48 3.2.4 乳酸之分析 49 3.2.5 pH之測定 49 3.2.6 氧化還原電位(ORP)之量測 49 3.3 實驗方法與步驟 50 3.3.1 檢量線建立 50 3.3.1.1 四氯乙烯、三氯乙烯及二氯乙烯檢量線製作 50 3.3.1.2 氯乙烯、乙烯檢量線製作 52 3.3.1.3 甲烷檢量線製作 52 3.3.1.4 乳酸檢量線製作 53 3.3.2 VS(揮發性固體物)測定方法 53 3.3.3 微生物添加與生物強化試驗 54 3.3.3.1 反應槽啟動 57 3.3.3.2 上流式厭氧污泥床 57 3.3.3.3 採樣分析 57 3.4 分子生物技術之設備與方法 59 3.4.1 去氧核醣核酸(DNA)萃取 59 3.4.1.1標準土壤微生物DNA萃取步驟 59 3.4.1.2Dehalococcoides ethenogenes之DNA萃取步驟 61 3.4.2 寡核苷酸引子5’端修飾(Kinasing Oligo) 61 3.4.3 聚合酶連鎖反應與切膠回收 63 3.4.4 選殖技術(Clone) 63 3.4.5 載體萃取(Miniprep.) 65 3.4.5.1 載體DNA標準萃取方法 65 3.4.6 Real-Time PCR 65 3.4.7 核酸計定量分析儀 66 3.5 菌種來源及特性 66 第四章 結果與討論 69 4.1 分子生物技術 69 4.1.1 Real-time PCR定量標準品製備 69 4.1.2 Real-time PCR 最佳反應條件測試 72 4.1.3 Real-time PCR 定量檢量線製作 78 4.2 批次實驗-微生物添加試驗 86 4.2.1 四氯乙烯的非生物性轉換試驗 87 4.2.2 已馴化顆粒性污泥添加於未馴化顆粒性污泥對四氯乙烯的降解試驗 89 4.2.3 純菌添加於已馴化顆粒性污泥對四氯乙烯的降解試驗 99 4.2.4 純菌添加於未馴化顆粒性污泥對四氯乙烯的降解試驗 109 4.2.5 探討純菌、已馴化與未馴化顆粒性污泥對四氯乙烯之代謝方式 119 4.2.6 總論-微生物添加試驗對四氯乙烯降解的影響 121 4.3 連續流實驗-生物強化試驗 123 4.3.1 生物強化作用對四氯乙烯降解的影響 123 4.3.1.2 UASB操作期間的pH與ORP變化 124 4.3.1.2 UASB操作期間的四氯乙烯降解情形 127 4.3.1.3 UASB操作期間的中間產物生成情形 132 4.3.1.4 UASB 操作期間四氯乙烯的中間產物回收率 137 4.3.1.5 UASB操作期間的菌群變化情形 139 4.3.2探討生物刺激作用與生物強化作用對UASB處理四氯乙烯之比較 142 第五章 結論與建議 143 5.1 結論 143 5.2 建議 143 參考文獻 143zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher環境工程學系zh_TW
dc.subjectbioaugmetationen_US
dc.subject生物強化zh_TW
dc.subjectUASBen_US
dc.subjectperchloroethyleneen_US
dc.subject上流式厭氧污泥床zh_TW
dc.subject四氯乙烯zh_TW
dc.title以生物強化作用增進上流式厭氧污泥床處理四氯乙烯之研究zh_TW
dc.titlePerformance of perchloroethylene dechlorination by bioaugmentation in upflow anaerobic sludge bed reactorsen_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.fulltextno fulltext-
item.languageiso639-1en_US-
item.grantfulltextnone-
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