Wetenschap - 12 september 1996

Bacterien halen sulfide en sulfaat uit water

Bacterien halen sulfide en sulfaat uit water

Het is mogelijk om met behulp van bacterien sulfaat en sulfide uit afvalstromen om te zetten in zuivere zwavel. Het proces is zo goed als praktijkrijp en wordt nu op proefstations vervolmaakt. Dit blijkt uit de onderzoeken van drs R. van Houten en ir A.J.H. Janssen. die op 11 september promoveerden bij prof. dr ir G. Lettinga van de vakgroep Milieutechnologie.

Sulfaat zit vooral in afvalwater van de mijnbouw en de chemisch en metallurgische industrie. Tot nu toe werd dit afvalwater geloosd op het riool, maar vanwege de strengere milieueisen wordt dat in de toekomst steeds moeilijk. Sulfaat is op zich niet sterk toxisch, maar kan net als zout leiden tot verzilting van het water.

Tot enkele jaren geleden werd gedacht dat het niet mogelijk is om met behulp van bacterien sulfaat uit het afvalwater te halen. Daarvoor zijn een geschikte elektronendonor en een energiebron nodig en die zijn in het afvalwater van de betrokken industrieen doorgaans niet aanwezig. Maar promovendus Van Houten heeft ontdekt dat synthesegas, een afvalproduct uit de raffinaderij, deze rol goed kan vervullen. Wanneer dit gas door een bioreactor met het afvalwater met bacterien wordt geleid, wordt het sulfaat redelijk snel gereduceerd tot sulfide.

Promovendus Janssen bekeek of dit sulfide vervolgens op een efficiente manier is om te zetten in zwavel. Dat dat met bacterien kan was al bekend, maar het proces was nog niet volledig onder controle. Bij te hoge zuurstofconcentraties vormden de bacterien sulfaat in plaats van zwavel. Janssen heeft ontdekt dat de zuurstofconcentratie onder de detectiegrens moet blijven. Met behulp van een redoxmeter kan die grens in de gaten worden gehouden.

Verder heeft hij het winnen van de biologische zwavel geoptimaliseerd. De kleine zwaveldeeltjes zijn moeilijk uit het water te halen. Maar onder bepaalde omstandigheden klonteren ze spontaan samen tot grotere, goed bezinkbare vlokken. De zwavel zit op de buitenkant van de bacterie, zeg maar als een stekel op een egel. Bij meerdere bacterien groeien die stekels in elkaar", aldus Janssen. Hoge sulfide- en lage zoutconcentraties bevorderen deze uitvlokking. Maar ook fysische aspecten spelen een rol. Beluchting leidt tot het kapotslaan van de vlokken, zo vond Janssen. Daarom ontwikkelde hij een nieuw reactortype waarin de reactorvloeistof buiten de reactor wordt belucht. Zo bezinkt de zwavel volledig.

Het gehele proces, dat bij het Friese bedrijf Paques wordt vervolmaakt, is volgens de promovendi in principe ook toepasbaar op afvalgassen van kolencentrales. Die verwijderen het sulfaat nu door het met kalk neer te laten slaan tot gips. Maar gips is zo langzamerhand een afvalprodukt geworden. Bij een gemiddelde kolencentrale van zeshonderd megawatt wordt per dag vijftien ton gips geproduceerd. Met bioreactoren ontstaat slechts drie ton zwavel per dag", aldus van Houten. Zwavel wordt veel gebruikt in de chemische industrie, voornamelijk om zwavelzuur van te maken.

Re:ageer