بررسی پارامترهای تاثیرگذار بر رشد و فعالیت گونه تیوباسیلوس فروکسیدانس در بازیابی حلال مورد استفاده در فرآیند شیرین‌سازی گاز طبیعی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

چکیده

امروزه فرآیندهای فیزیکی- شیمیایی متنوع و شناخته شده‌ای برای تصفیه گازهای ترش وجود دارند. صنعت پالایش گاز در جستجوی فناوری‌های جدید، به صرفه، زیست سازگار و ساده‌ای است که برای حجم کم گاز تولید شده به کار رود. لذا در آینده نزدیک، مخازن گازی کوچکتر با غلظت‌های نسبتاً بالای سولفید هیدروژن مورد بهره‌برداری قرار خواهند گرفت. تحقیقات گسترده به منظور یافتن روش‌های اقتصادی‌تر، محققان را به‌سوی استفاده از روش‌های بیولوژیکی هدایت کرده است. فرآیند بیولوژیکی مورد بررسی در این تحقیق فرآیند Bio-SR است. فرآیند Bio-SR از باکتری تیوباسیلوس فروکسیدانس برای بازیابی محلول مورد استفاده در شیرین‌سازی گاز طبیعی استفاده می‌کند. در این مطالعه گونه بومی باکتری تیوباسیلوس فروکسیدانس از خاک معدن مس سرچشمه جداسازی شده و تاثیر پارامترهای مختلف بر رشد و فعالیت این گونه در مقیاس ارلن بررسی شده است. سپس آزمایش‌هایی در بیوراکتورهای ستونی حباب‌دار و بستر ثابت به ترتیب با استفاده از باکتری‌های معلق و تثبیت شده انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد که باکتری بومی جدا شده از توانایی بسیار مناسبی جهت اکسیداسیون یون‌های آهن (II) و بازیابی حلال مورد استفاده در فرآیند شیرین‌سازی گاز برخوردار است. در این پژوهش، بیشینه سرعت اکسیداسیون بیولوژیکی در ارلن و بیوراکتور ستونی حباب‌دار به‌ترتیب gr/lit.hr 2/1 و gr/lit.hr 9/0 به دست آمد که در مقایسه با پژوهش قبلی، افزایش 3 و 2 برابری را به‌ترتیب در ارلن و بیوراکتور ستونی نشان داد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of Effective Parameters on Growth and Activity of Thiobacillus Ferrooxidans in Solvent Recovey Used in Sweetening Process

نویسندگان [English]

  • Soheila Yaghmaei
  • Fahimeh Salimi
  • Masoud Hasany
Department of Chemical and Petroleum Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

The physiochemical techniques presently available for treatment of H2S containing gases are many and various. The gas processing industry is seeking novel, cost effective, environmentally compatible and operator friendly technologies applicable to the small volume producers. So in near future, smaller gas reservoirs with high concentration of H2S will be explored. The widespread research for finding more economical methods has led to investigate microbiological processes. The biological process which has been studied in this article is Bio-SR process. The Bio-SR process uses Thiobacillus ferrooxidans bacteria to recover solution used in sweetening sour gas. In this study, an indigenous Thiobacillus ferrooxidans has been isolated from Sarcheshme copper mine and the effects of process variables on the growth and activity of this bacteria were investigated in shake flask. Then some experiments have also been done, using bubble column and fixed bed bioreactor. The results showed that the isolated bacteria has very high ability for oxidation of Iron (II) and recovering of solution that used in sweetening sour gas. In this study, maximum rate of biological oxidation were 1.2 and 0.9 gr/lit.hr in Erlenmeyer Hask and bubble column bioreactor respectively which were two and three times more than previous study.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biological Recovery
  • Oxidation
  • Gas Sweetening
  • Thiobacillus Ferrooxidans

[1]. Anders B., and Colin Webb J., “Treatment of H2S containing gases: a review of microbiological alternatives,” Enzyme and Microbial Technology, Vol. 17, pp. 2-10, 1995##

[2]. Barch C. L., Elliott F. and Melvin S. W., “Using odor control technology to support animal agriculture,” Transactions of the ASAE, Vol. 27, pp. 859-864, 1984.##

[3]. سلیمی ف.، یغمایی س.، “مروری بر فرآیندهای بیولوژیکی تصفیه گاز طبیعی و بازیافت گوگرد”، مجله مهندسی شیمی ایران، سال سوم، شماره 12، صفحات 3-12، 1383.##

[4]. ##Pagella C. and De Faveri D., M. “H2S gas treatment by iron bioprocess,” Chem. Eng. Sci. Vol. 55, pp. 2185-2194, 2000.

[5]. Satoh H., Yoshizowa J. and Kamentani S., “Bacteria help desulfurize gas,” Hydrocarb.Procsess. Int. Ed. Vol. 76, pp. 76D-76F, 1988.##

[6]. Nemati, M., S. T. L. Harrison, G. S. Hansford and C. Webb “Biological oxidation of ferrous sulphate by thiobacillus ferrooxidans, a review on the kinetic aspects,” Biochemical Engineering Journal. Vol. 1, Issue 3, pp. 171-190, 1998.##

[7]. Karamanev D. G. and Nicolov L. N. “Influence of some physico chemical parameters on bacterial activity of biofilm: ferrous iron oxidation by Thiobacillus ferrooxidans,” Biotechnology and Bioengineering, Vol. 31, pp. 295-299, 1988.##

[8]. Mousavi S., Yaghmaei S., Vossoughi M. and Jafari A. “Effciency of copper bioleaching of two mesophilic and thermophilic bacteria isolated from chalcopyrite concentrate of Kerman-Yazd regions in Iran,” Scientia Iranica,  Scientific Information Database, Vol. 14, No. 2, pp.180-184, Mar.-Apr. 2007.##

[9]. Ronald M., Atlas, “Handbook of microbiological media,.” 2nd Edition, Robert Stern Publisher, 1997.##

[10]. Nemati M. and Webb. C, “Effect of ferrous iron concentration on the catalytic activity of immobilized cells of thiobacillus ferrooxidans,” Applied Microbiology Biotechnology, Vol. 56, pp. 560-565, 1996.##

[11]. Wood et al., “Ferrous sulphate oxidation using thiobacillus ferrooxidans cells immobilized on sand for the purpose of treating acid mine-drainage,” Applied Microbiology Biotechnology, Vol. 56, pp. 560-565, 2001.##

[12]. Karamanev D.G., L. N. Nikolov and V. Mamatarkova, “Rapid simultaneous quantitative determination of ferric and ferrous drainage waters and similar solutions,” Journal Minerals Engineering, Vol. 15, Issue 5 pp. 341-346, May 2002.##

[13]. Gabriel M. and tomas V., “Bacterial oxidation of ferrous iron by acidithiobacills ferrooxidans in the pH range 2.5-7,” Hydrometallurgy, Issuse 1-2, Vol. 71, pp. 149-158, Oct. 2003.##

[14]. Malhorta, Iankhiwale A. S., Rajvaidyan A. S. and Pandy R. A., “Optimal conditions for bio-oxidation of ferrous ions to ferric ions using thiobacillus ferrooxidans,” Bioresource Technology, Issuse 3, Vol. 85, pp. 225-234, Dec. 2002.##

[15]. Gomez J. M. and Cantero D., “Kinetic study of biological ferrous sulphate oxidation by iron oxidizing bacteria in continuous stirred and packed bed bioreactors,” Process Biochemistry, Vol. 38, pp. 867-875, 2003.##

[16]. Nemati M. and Harrison S. T. L., “A comparative study on thermophilic and mesophilic biooxidation of ferrous iron,” Minerals Engineering, Vol. 13, pp.19-24, 2000.##