Estudio de la oxidación biológica de compuestos reducidos de azufre por un consorcio alcalófilo en un biorreactor Público Deposited
Se propone la producción de subproductos metaestables como pentasulfuro S52- y tiosulfato S2O32-. Se presentan los Diagramas de Zonas de Predominio (DZP) metaestables y estables para las especies azufradas en solución acuosa de acuerdo al Potencial de Oxido Reducción (ORP) y el pH de la solución. Mediante los DZP se confirma la presencia de S52- y S2O32- como intermediarios metaestables provenientes de la oxidación química del HS-. Se plantearon las expresiones estequiométricas y cinéticas de las reacciones químicas, que fueron validadas con resultados experimentales. Se evidencia que la formación de los subproductos metaestables puede tener un impacto positivo en el proceso biológico de sulfooxidación alcalina. La combinación de la caracterización cinética del CAS junto con las expresiones cinéticas de la oxidación química del HS- y producción-consumo de intermediarios, fueron usadas para la modelación del proceso sulfooxidante en solución acuosa alcalina. Lo anterior permitió separar los procesos principales que ocurren simultáneamente en la eliminación biológica de sulfuro. La tercera parte describe la aplicación del CAS en biorreactores operados a pH alcalino; como un Biofiltro de Lecho Escurrido (BLE) empleado en la eliminación de H2S gaseoso y un Biolavador de Células Retenidas (BLR) usado en la eliminación de sulfuro. Se describen las potencialidades de aplicación y las limitantes del proceso.
En esta tesis se reporta la eliminación de H2S gaseoso mediante su transferencia a una solución acuosa alcalina y su posterior degradación por un Consorcio Alcalófilo Sulfooxidante (CAS) autóctono. La velocidad de transferencia del H2S a una solución acuosa aumenta significativamente con el incremento del pH, desplazando el equilibrio químico hacia especies menos protonadas y más solubles como el HS- y S2- (sulfuro).Esta propiedad resulta muy relevante en el tratamiento eficiente de corrientes gaseosas contaminadas con H2S, desde la eliminación de malos olores, hasta el endulzamiento del gas natural. El tratamiento biológico del sulfuro generado en condiciones alcalinas, puede llevarse a cabo in situ por el CAS mediante la oxidación catalizada hacia azufre y/o sulfato. El proyecto de tesis se ha dividido en tres partes básicas: la caracterización cinética del crecimiento y sulfooxidación del CAS, la descripción físico-química-biológica del sistema alcalino y la aplicación del CAS en reactores. En la caracterización cinética del CAS se demuestra que el consorcio posee la capacidad de crecer y oxidar varios sustratos azufrados, con velocidades comparables a otros microorganismos no extremófilos. Se estimaron parámetros característicos de crecimiento como: μmax, Ks, Yxs, m. Se proponen expresiones cinéticas para la oxidación aerobia de varios sustratos azufrados. Adicionalmente, se evaluó el efecto de la acumulación de producto (sulfato) y de la salinidad sobre el desempeño del CAS. La segunda parte describe la oxidación química del HS- con O2 disuelto. Bajo condición alcalina las velocidades resultaron ser muy superiores que a condiciones ácidas y neutras.
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