Acta Metallurgica Slovaca

AMS online

Ročník 2003

Počet návštev: 86379486
AMS práve číta: 1

Ročník 2003 No 4

Kupka D., Škvarla J., Birošová E.

HODNOTENIE RASTOVEJ RÝCHLOSTI BAKTÉRIÍ ACIDITHIOBACILLUS FERROOXIDANS OXIDUJÚCICH ELEMENTÁRNU SÍRU

Abstrakt
Bakteriálna oxidácia elementárnej síry predstavuje heterogénnu reakciu na rozhraní tuhá fáza- kvapalina, pričom dochádza ku konverzii hydrofóbnej síry S0 až na formu S6+ a k následnému vylúhovaniu rozpustnej oxidovanej síry do roztoku (rovnica 1).

2S + 3O2 + 2H2O 2H2SO4
(1)
Chemická oxidácia síry molekulárnym kyslíkom je extrémne pomalá. Elementárna síra predstavuje stabilný produkt pri oxidačnom lúhovaní kovových sulfidov a často býva príčinou zníženia kinetiky lúhovania v dôsledku pasivácie reakčného povrchu [1]. Bakteriálna oxidácia síry a redukovaných sírnych zlúčenín hrá významnú úlohu v geochemických procesoch a spolu s oxidáciou pyritu sú dominantnými kyselinotvornými reakciami v procese tvorby kyslých banských vôd.. Predkladaná práca popisuje priebeh oxidácie elementárnej síry katalyzovanej baktériami Acidithiobacillus ferrooxidans vo vsádzkovom reaktore v aeróbnych podmienkach. Kinetika bakteriálneho rastu a oxidácie síry bola hodnotená z analýzy plynnej a kvapalnej fázy v priebehu kultivácie. Parametre rastu baktérií boli stanovené z rýchlosti spotreby oxidu uhličitého zo vzduchu ako jediného zdroja uhlíka (autotrófny rast). Oxidačná aktivita bola meraná z rýchlosti spotreby kyslíka ako konečného akceptora elektrónov oxidácie síry, z koncentrácie síranov v roztoku a hodnoty pH. Citlivá analýza plynov umožnila stanoviť aktuálnu rastovú rýchlosť bakteriálnej kultúry, aktuálne množstvo biomasy a následný výpočet špecifických rýchlostí v priebehu kultivácie (Obr. 1). Bakteriálna kultúra vykazovala maximálnu špecifickú rastovú rýchlosť (???0,043 h-1, (ktorá zodpovedá dobe zdvojenia 16 hod) v exponenciálnej fáze rastu (Obr. 3). Intenzita miešania a aerácie reaktora významne ovplyvňovala kinetiku bakteriálneho rastu a oxidácie síry v tejto fáze. Zvýšenie rýchlosti prietoku vzduchu zapríčinilo prekvapujúci pokles špecifickej rastovej rýchlosti kultúry, pravdepodobne v dôsledku interakcie hydrofóbnej síry a vzduchových bublín (flotačný efekt). Počiatočná exponenciálna fáza (nelimitovaného) rastu prešla postupne do dlhotrvajúcej fázy s postupne klesajúcou špecifickou rastovou rýchlosťou. Lineárna fáza rastu zaznamenaná inými autormi [3, 6, 9] a ktorú by mohol zdanlivo indikovať priebeh nárastu koncentrácie síranov v tejto retardačnej fáze (Obr. 5) nebola pozorovaná. Bakteriálny rast a oxidácia síry sa zastavili pri poklese pH média na hodnotu 0,7. Na základe nameraných výsledkov možno H+ protón označiť za dominantný inhibítor bakteriálnej rastovej a oxidačnej aktivity za daných kultivačných podmienok.

No 4 (2003), p. 251-258