Limitación cinética de hidrógeno de un reactor autotrófico de reducción de sulfato

Abstract

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 H2 S 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.

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 H2 S 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.