Hydrogen kinetics limitation of an autotrophic sulphate reduction reactor

• César A. Sáez Navarrete ^[1] ; Leonardo A. Rodríguez Córdova ^[1] ; Xavier Baraza ^[2] ; Claudio Gelmi ^[1] ; Leandro Herrera Silva ^[3]
  1. [1] Pontificia Universidad Católica de Chile

     Pontificia Universidad Católica de Chile

     Santiago, Chile

     
  2. [2] Universitat Oberta de Catalunya

     Universitat Oberta de Catalunya

     Barcelona, España

     
  3. [3] Universidad Mayor

     Universidad Mayor

     Santiago, Chile

     

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• Localización: DYNA: revista de la Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín, ISSN 0012-7353, Vol. 79, Nº. 172, 2012, págs. 126-132
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Limitación cinética de hidrógeno de un reactor autotrófico de reducción de sulfato
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• Resumen
  • español

    El uso de sustratos inorgánicos podría reducir los costos y simplificar la operación de sistemas de tratamiento de aguas que utilizan bacterias reductoras de sulfato. Sin embargo, el uso de H2 como sustrato energético y la bioproducción de H2S podrían provocar limitaciones cinéticas. El objetivo de este estudio fue evaluar las condiciones en las que la capacidad de transferencia de masa de un bioreactor de reducción de sulfato, limita su cinética de reducción. La cinética del reactor fue obtenida monitoreando la presión del sistema en condiciones de no limitación por sulfato. Se concluyó que el diseño del bioreactor debería basarse en sus propiedades de transferencia. La tasa de consumo de H2 alcanzó un máximo de 10-4 M/min, para una tasa de reducción de sulfato de 3.4 g·L-1·d-1. Para evitar limitación por H2 se requirió un kLa de 1.48 min-1 a 1.2·109 cells/L (1.23·10-9 L·min-1·cell-1), valor relevante para propósitos de escalamiento

  • English

    Sulphate-reducing bacteria (SRB) are microorganisms that can be used as removal agents in polluted water sources. The use of inorganic substrates in SRB systems could reduce the cost and simplify operation. However, the use of H2 as an energetic substrate and the production of H2S as a metabolic product could produce kinetic limitations. The aim of this study was to assess the extent to which the kinetics of a sulphate reduction bioreactor was limited by its gas transfer capacity. Reactor kinetics were monitored by total pressure kinetics without sulphate limitation. It was concluded that the bioreactor design should be based on transfer properties. The uptake rate of H2 reached a maximum of 10-4 M/min, equivalent to a sulphate reduction rate of 3.4 g·L-1·d-1. The hydrogen mass transfer rate required a kLa of 1.48 min-1 at 1.2·109 cells/L in order to avoid limitation by H2 bio-availability (1.23·10-9 L·min-1·cell-1), which is a relevant value for scaling-up purposes