Odstraňování dusičnanu z vody imobilizovanými denitrifikačními bakteriemi

Bc. Eva Műllerová

Master's thesis

Nitrate removal from water by immobilized denitrification bacteria

Abstract:

Denitrifikace je jednou z fází koloběhu dusíku v přírodě. Při denitrifikaci dochází k postupné přeměně dusičnanu NO3- přes různé meziprodukty až na elementární dusík N2. Jednotlivé kroky denitrifikace jsou katalyzovány denitrifikačními enzymy. Denitrifikace vyžaduje anaerobní podmínky. Denitrifikace se využívá např. při čištění odpadní vody. Imobilizace je technika, při které dojde k omezení pohybu buněk, ale nezmění se jejich metabolická aktivita. V diplomové práci byly buňky bakterie Paracoccus denitrificans imobilizovány biotechnologií firmy LentiKat’s do gelu z polyvinylalkoholu. V diplomové práci byl studován připravený biokatalyzátor, jeho stabilita, aktivita imobilizovaných buněk, vliv teploty a kyslíku na aktivitu imobilizovaných buněk. Vliv teploty a kyslíku byl srovnán s volnými neimobilizovanými buňkami. Bylo zjištěno, že imobilizace snižuje aktivitu buněk. Kyslík méně ovlivňuje imobilizované buňky a stabilita při uchovávání imobilizovaných buněk v chladnu neklesá. Optimální teplotou pro denitrifikaci je 30°C. Byla naplněna kolona biokatalyzátorem a byl sledován vliv průtokové rychlosti a teploty na denitrifikaci. Při vysokých rychlostech byla konverze dusičnanu nižší než při nižších rychlostech.

Abstract:

Denitrification is one of the phases of the nitrogen cycle in nature. When denitrification occurs a gradual conversion of nitrate NO3- through the various intermediate products to elementar nitrogen N2. The individual steps are catalyzed denitrification enzymes. Denitrification requires anaerobic conditions. Denitrification is used for example in the purification of waste water. Immobilization is a technique that leads to restrictions on the movement of cells, but not change their metabolic activity. In this thesis, the cells of bacteria Paracoccus denitrificans were immobilized by biotechnology company LentiKat's in the gel polyvinylalcohol. In the thesis was studied stability of prepared biocatalyst, activity of immobilized cells, the effect of temperature and oxygen on the activity of immobilized cells. Effect of temperature and oxygen was compared with free cells. It was found that immobilization reduces the activity of cells. Oxygen affects the the immobilized cells less than free cells and stability of immobilized cells when they were kept in a cool didn´t decline. The optimum temperature for denitrification is 30°C. Column was filled with biocatalysts and examined the effect of flow rate and temperature on denitrification. At high speeds the conversion of nitrate is lower than at lower speeds.

Keywords

denitrifikace, imobilizace, Paracoccus denitrificans, dusičnan, voda, lentikats, polyvinylalkohol

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 5. 2010

Thesis defence

• Date of defence: 8. 6. 2010
• Supervisor: prof. RNDr. Igor Kučera, DrSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Analytical Biochemistry