La oxidación bacteriana del ión ferroso con Acidithiobacillus ferrooxidans en presencia de
carbón activado es un proceso útil tanto para la generación de ión férrico como para la
generación de inóculos de alta concentración bacteriana. El objetivo del presente trabajo es
mejorar el entendimiento del mecanismo mediante el cual la presencia del carbón activado
afecta los procesos de oxidación del ión ferroso. En particular, en este trabajo se evalúa por
primera vez la influencia que el efecto químico del carbón activado sobre el ión férrico pueda
tener en el proceso. El trabajo experimental se efectuó a 30 ºC.
Experimentos preliminares en que se contactó medio basal MC, de composición igual a 0,4 g/L
de (NH4)2SO4; 0,056 g/L de K2HPO4·3H2O y 0,4 g/L de MgSO4·7H2O,.a pH = 1.6 y 3 g/l de ión
férrico con carbón activado, confirmaron que el ión férrico es parcialmente reducido a ión
ferroso por la acción química del carbón. Estudios cinéticos conducidos con el mismo medio
basal MC, pero con concentraciones de ión férrico en el rango entre 100 a 1200 mg/L, y con
0.2 g carbón en 100 ml de solución, demostraron que la cinética de reducción del ión férrico con
carbón se rige por la expresión:
Con : k =7,68x10-6 [(mg/L)-0,731/min] ; n=3,369
Los estudios de crecimiento bacteriano en presencia de carbón activado se efectuaron con 6,2
g/L de carbón, con una cepa pura de Acidithiobacillus ferrooxidans con concentración inicial
de 2,9 x 109
[bact/L], en un medio basal MC a pH 1,6 que contenía una concentración inicial de
3 g/L de ión férrico, sin ión ferroso. El experimento se efectuó en un frasco agitado modificado
que impedía el contacto directo entre los microorganismos y el carbón, de modo que el
crecimiento bacteriano se pudo monitorear por conteo directo. El resultado de este experimento
permitió constatar que, a pesar de no haber inicialmente ión ferroso, la población bacteriana
después de 19 días creció hasta 4x1010 [bact/L]. En un experimento control efectuado en
condiciones similares, pero sin agregar carbón, no se observó crecimiento durante el mismo
período.
Los resultados de este estudio permitieron confirmar que en el proceso de oxidación bacteriana
del ión ferroso con Acidithiobacillus ferrooxidans en presencia de carbón activado, el carbón
contribuye adicionalmente al crecimiento bacteriano a través de la regeneración del ión ferroso
por reducción química de ión férrico con el carbón.
El trabajo de simulación efectuado permitió demostrar, además, que la evolución de la
población bacteriana, concentración de ión ferroso, ión férrico y Eh durante el proceso se puede
describir adecuadamente en base a un modelo que describe la oxidación bacteriana del ión
ferroso con una cinética tipo Monod que incluye el efecto inhibitorio del ión férrico y describe la
reducción de ión férrico con la expresión cinética deducida en este trabajo.
El efecto químico del carbón activado sobre el ión férrico detectado en este estudio es un
aspecto que no ha sido considerado en los artículos reportados hasta el momento en este tema.
El resultado de este estudio contribuirá entonces a aclarar las contradicciones entre los
diferentes resultados reportados y posibilitará el estudio de la optimización del proceso sobre
bases conceptuales más sólidas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/104695 |
| Date | January 2007 |
| Creators | Díaz Rozas, Patricia Carolina |
| Contributors | Vargas Valero, José, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Ingeniería Química y Biotecnología, Escobar Miguel, Blanca, Lienqueo Contreras, María Elena |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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