Estudio exploratorio del efecto combinado de la adsorción y degradación de sulfuros por medio de bacterias fijadas en carbón activado

From the anaerobic fermentation of biomass it is possible to produce biogas as an alternative energy source. Although their composition can vary according to the source of substrate used as well as the fermentation conditions, it typically ranges from CH4 between 50-75%, N2 between 0-10%, H2 0-3%, O...

Full description

Autores:
Rojas Vargas, Juan Felipe
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2017
Institución:
Universidad de los Andes
Repositorio:
Séneca: repositorio Uniandes
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/61477
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/1992/61477
Palabra clave:
Absorción
Adsorción
Biofiltración
Biogás
Rights
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License
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description From the anaerobic fermentation of biomass it is possible to produce biogas as an alternative energy source. Although their composition can vary according to the source of substrate used as well as the fermentation conditions, it typically ranges from CH4 between 50-75%, N2 between 0-10%, H2 0-3%, O2 less than 0.1 %, CO2 between 25-50% and H2S between 0-3% (Herout et al., 2011). However for economic (corrosion) and health reasons (toxicity) traces of H2S and CO2 must be removed from the gas streams. In particular the presence of sulfuric acid at 1 ppm starts to produce rotten egg odor and above 10 ppm the toxicity limits begin to be exceeded (E.M. Elkanzi 2009). Today, there are several physical and chemical remotion methods widely used for the elimination of H2S and CO2 depending on the conditions of the gas to be purified. Among these, the implementation of biological purification systems has been widely studied, because these processes directly oxidize H2S to elemental sulfur with lower energy, capital cost and waste generation (Amirfakhri, Vossoughi, & Soltanieh, 2006). A bioabsorption system is proposed in which the gas stream goes through a column packed with activated carbon with sulfuroxidating bacteria immobilized on its surface, whereas an aqueous liquid stream of 20% NaOH and nutrients are fed in counter current, removing by chemical reaction the unwanted compounds ( H2S and CO2), to be later metabolized and degraded by bacteria. For this work, the technical feasibility of the implementation of the bioabsorption system of packed bed with immobilized bacteria was evaluated. This was done from the selection of a bacteria with the oxidizing characteristics of sulfur compounds and the determination of sulfur removal parameters for the isolated bacteria...
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Although their composition can vary according to the source of substrate used as well as the fermentation conditions, it typically ranges from CH4 between 50-75%, N2 between 0-10%, H2 0-3%, O2 less than 0.1 %, CO2 between 25-50% and H2S between 0-3% (Herout et al., 2011). However for economic (corrosion) and health reasons (toxicity) traces of H2S and CO2 must be removed from the gas streams. In particular the presence of sulfuric acid at 1 ppm starts to produce rotten egg odor and above 10 ppm the toxicity limits begin to be exceeded (E.M. Elkanzi 2009). Today, there are several physical and chemical remotion methods widely used for the elimination of H2S and CO2 depending on the conditions of the gas to be purified. Among these, the implementation of biological purification systems has been widely studied, because these processes directly oxidize H2S to elemental sulfur with lower energy, capital cost and waste generation (Amirfakhri, Vossoughi, & Soltanieh, 2006). A bioabsorption system is proposed in which the gas stream goes through a column packed with activated carbon with sulfuroxidating bacteria immobilized on its surface, whereas an aqueous liquid stream of 20% NaOH and nutrients are fed in counter current, removing by chemical reaction the unwanted compounds ( H2S and CO2), to be later metabolized and degraded by bacteria. For this work, the technical feasibility of the implementation of the bioabsorption system of packed bed with immobilized bacteria was evaluated. This was done from the selection of a bacteria with the oxidizing characteristics of sulfur compounds and the determination of sulfur removal parameters for the isolated bacteria...A partir de la fermentación anaerobia de biomasa es posible producir biogás como fuente energética alternativa. Si bien su composición varía de acuerdo con el sustrato utilizado así como con las condiciones de fermentación, típicamente se puede encontrar componentes como CH4 entre 50-75%, N2 entre 0 -10%, H2 entre 0- 3%, O2 menor al 0.1%, CO2 entre el 25-50% y H2S entre 0-3% (Herout et al. 2011). No obstante por razones económicas (corrosión) y de salud (toxicidad) las trazas de H2S y CO2 deben ser removidas de las corrientes de gas antes de ser aprovechados. Entre estos la implementación de sistemas de depuración biológica han despertado un mayor interés, debido a que estos procesos biológicos oxidan directamente el H2S a azufre elemental con menores requerimientos energéticos, de costos de capital y generación residuos (Amirfakhri, Vossoughi, & Soltanieh, 2006). Desde el año 2013, el grupo de Diseño de procesos y productos del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de los Andes se encuentra investigando la viabilidad de implementar una planta piloto para la producción de biocombustibles a partir de los residuos orgánicos generados por la cadena de restaurantes WOK. A partir de la fermentación anaerobia de estos desechos, se espera la obtención de biogás, el cual previo a su aprovechamiento necesita un proceso de purificación en el que se remuevan las trazas de compuestos no deseados, en particular el H2S y el CO2. Para ello se propone un sistema bioabsorción en el cual una corriente de gas ácido atraviesa un lecho empacado de carbón activado con bacterias sulfuroxidantes inmovilizadas en su superficie, mientras una corriente líquida acuosa de 20% NaOH y nutrientes pasa en contra corriente, removiendo los compuestos no deseados (H2S y CO2) al convertirlos por reacción química en otros compuestos solubles en medio acuoso, para ser posteriormente metabolizados y degradados por las bacterias...Magíster en Ingeniería QuímicaMaestríaalgunas a colorapplication/pdfspaUniversidad de los AndesMaestría en Ingeniería QuímicaFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería Química y de AlimentosEstudio exploratorio del efecto combinado de la adsorción y degradación de sulfuros por medio de bacterias fijadas en carbón activadoTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMAbsorciónAdsorciónBiofiltraciónBiogás200711722PublicationTEXT12897.pdf.txt12897.pdf.txtExtracted texttext/plain118946https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/f7219793-612d-4153-bd7e-c4b384d830ce/downloadbd7eea7ebcdd8d08b7302207abdbafddMD52ORIGINAL12897.pdfapplication/pdf1728644https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/a7e0d4bf-2826-4d60-8687-7de1eade437d/download2e05e5e542716465d38ffedb4701d6afMD51THUMBNAIL12897.pdf.jpg12897.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7585https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/f2dfca5c-0cba-4811-91ce-57a13234a02d/download25f767fc98fd1c8ae46925213798b909MD531992/61477oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/614772023-10-10 15:43:40.753http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/open.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co