NL8302069A - METHOD FOR CONVERTING GIPS INTO ELEMENTAL SULFUR, AND FOR PREPARING SULFUR HYDROGEN. - Google Patents

METHOD FOR CONVERTING GIPS INTO ELEMENTAL SULFUR, AND FOR PREPARING SULFUR HYDROGEN. Download PDF

Info

Publication number
NL8302069A
NL8302069A NL8302069A NL8302069A NL8302069A NL 8302069 A NL8302069 A NL 8302069A NL 8302069 A NL8302069 A NL 8302069A NL 8302069 A NL8302069 A NL 8302069A NL 8302069 A NL8302069 A NL 8302069A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
microorganism
acetate
gypsum
process according
solution
Prior art date
Application number
NL8302069A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Grace W R & Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Grace W R & Co filed Critical Grace W R & Co
Publication of NL8302069A publication Critical patent/NL8302069A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P3/00Preparation of elements or inorganic compounds except carbon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/02Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/0253Preparation of sulfur; Purification from non-gaseous sulfur compounds other than sulfides or materials containing such sulfides
    • C01B17/0259Preparation of sulfur; Purification from non-gaseous sulfur compounds other than sulfides or materials containing such sulfides by reduction of sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/16Hydrogen sulfides
    • C01B17/164Preparation by reduction of oxidic sulfur compounds

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Description

Reg.no. 118769/Me/EPl.Reg.no. 118769 / Me / EPl.

Werkwijze voor het omzetten van gips in elementaire zwavel, alsmede voor het bereiden van zwavelwaterstof.Process for converting gypsum to elemental sulfur, as well as for preparing hydrogen sulfide.

In Cork, Design and Utilization of a Bench Scale Gas Life Fermentor, 1981, Dev. Ind. Microbiol. 22:733-728 is een gaslicht-fermenteerinrichting beschreven. In figuur 3 is een tweetrapswerkwijze beschreven, waarbij sulfaat wordt omge-5 zet in^S en vervolgens wordt omgezet in elementaire zwavel. Desulfovibrio desulfuricans wordt in de eerste trap gebruikt en in de tweede trap wordt een Chlorobium microorganis-me toegepast. Een soortgelijk systeem is beschreven door Cork en Cusanovich·in "Continuous Disposal of Sulphate by a Bacte-10 rial Mutualism", 1979, Dev. Ind. Microbiol. 20:591-602. Deze literatuurplaats vermeldt dat het verwijderen van zwavel een probleem is bij vele technische werkwijzen, daaronder begrepen die, waarbij gips is betrokken. Er wordt voorgesteld Chlorobium-biomassa-extract terug te voeren om te fungeren als 15 koolstofbron bij de sulfaat-reductietrap. Dit extract verschaft - echter slechts een kleine hoeveelheid (minder dan 10%) van het reducerend vermogen, dat door melkzuur wordt geleverd.In Cork, Design and Utilization of a Bench Scale Gas Life Fermentor, 1981, Dev. Ind. Microbiol. 22: 733-728, a gas light fermenter has been described. In Figure 3, a two-step process is described in which sulfate is converted to S and then converted to elemental sulfur. Desulfovibrio desulfuricans is used in the first stage and a Chlorobium microorganism is used in the second stage. A similar system has been described by Cork and Cusanovich in "Continuous Disposal of Sulphate by a Bacteria-rial Mutualism", 1979, Dev. Ind. Microbiol. 20: 591-602. This reference mentions that sulfur removal is a problem in many engineering processes, including those involving gypsum. It is proposed to recycle Chlorobium biomass extract to act as a carbon source at the sulfate reduction stage. However, this extract provides only a small amount (less than 10%) of the reducing power provided by lactic acid.

In Cork en Cusanovich "Sulphate Decomposition: A Microbiological Process", Murr et al eds., Metallurgical 20 Applications of Bacterial Leaching and Related Microbiological Phenomena, biz. 207-222, Academic Press, New York, wordt een Chlorobium/Desulfovibrio systeem gebruikt om sulfaat-zwavel-omzettingen van 55% te bereiken. De sulfaatreductiereactie gebruikt melkzuur als de primaire energiebron en stelt voor de 25 Chlorobium/biomassa (die melkzuur bevat) terug te leiden om de Desulfovibrio-reactie te doen verlopen.In Cork and Cusanovich "Sulphate Decomposition: A Microbiological Process", Murr et al eds., Metallurgical 20 Applications of Bacterial Leaching and Related Microbiological Phenomena, biz. 207-222, Academic Press, New York, a Chlorobium / Desulfovibrio system is used to achieve 55% sulfate-sulfur conversions. The sulfate reduction reaction uses lactic acid as the primary energy source and proposes to recycle the chlorobium / biomass (containing lactic acid) to proceed the Desulfovibrio reaction.

In Cork "Acid Waste Gas Bioconversion — An Alternative to the Claus Process", Ind. Microbiol·., Vol. 23, biz. 379-387, 1982, wordt opnieuw het gebruik van Chlorobiumthio-30 sulfatifilum beschreven om waterstofsulfide uit technische afvalgassen om te zetten in elementaire zwavel. De gebruikte 6302069 I * · t * \ · - 2 -In Cork "Acid Waste Gas Bioconversion - An Alternative to the Claus Process", Ind. Microbiol ·. Vol. 23, biz. 379-387, 1982, again describes the use of Chlorobiumthio-30 sulfatifilum to convert hydrogen sulfide from industrial waste gases into elemental sulfur. The used 6302069 I * t * \ · - 2 -

Chlorobiumspecies vormt azijnzuur bij afwezigheid van licht.Chlorobium species forms acetic acid in the absence of light.

Een gedetailleerde samenvatting van de microbiologie van zwavelomzettingen is ook uitgevoerd door Cork in een proefschrift van 1978, getiteld "Kinetics of Sulphate 5 Conversion to Elementar Sulphur by a Bacterial Mutualism: A Hydrometallurgical Application", Universiteit van Arizona. Het is ook .bekend gemengde cultures van sulfaat-reducerende bacteria te gebruiken. Zie Middleton et al "Kinetics of Microbial Sulphate Reduction", J. Wat. Poll. Con. Fed. 49:1659-10 1670, waarbij het substraat acetaat is. Middleton et al be reikt een volledige oxydatie van acetaat tot CO2 en de sulfaat-reducerende bacteria bleken betrekkelijk snel te groeien.A detailed summary of the microbiology of sulfur conversions has also been performed by Cork in a 1978 dissertation entitled "Kinetics of Sulphate 5 Conversion to Elementar Sulfur by a Bacterial Mutualism: A Hydrometallurgical Application", University of Arizona. It is also known to use mixed cultures of sulfate-reducing bacteria. See Middleton et al. "Kinetics of Microbial Sulphate Reduction", J. Wat. Poll. Con. Fed. 49: 1659-10 1670, wherein the substrate is acetate. Middleton et al achieve complete oxidation of acetate to CO2 and the sulfate reducing bacteria were found to grow relatively quickly.

Er zijn verschillende reactoren bekend, die kunnen worden toegepast op sulfaat-zwavelreacties. Zie bijvoor-15 beeld het gebruik van met vezelglas geïmmobiliseerde volledige cellen in de door Cork et al beschreven reactie in een lezing bij de Society for Industrial Microbiology Meeting op 11-17 augustus, St. Paul, Minnesota, 1982 (te publiceren in Dev.Several reactors are known which can be applied to sulfate-sulfur reactions. For example, see the use of fiber glass immobilized whole cells in the response described by Cork et al in a lecture at the Society for Industrial Microbiology Meeting on August 11-17, St. Paul, Minnesota, 1982 (to be published in Dev.

Ind. Microbiol. Volume 24).Ind. Microbiol. Volume 24).

20 Met betrekking tot de fotolithotropische micro- organisme van de onderhavige uitvinding, hebben Sirevag et al. ("Synthesis, Storage and Degradation of Polyglucose in Chloro-bium Thiosulphatophilum", Arch. Microbiol. 111:239-224) aange-toond dat belangrijke hoeveelheden gesynthetiseerde koolstof 25 als polyglucose in de cel kunnen worden opgeslagen. Bij afwezigheid van licht werd de polyglucose gebruikt voor het vormen van vetzuren, waaronder azijnzuur. Het gebruik van deze organismen voor het zuiveren van zure gassen werd door Cork beschreven in het hierboven besproken tijdschriftartikel van 30 1982. In 1971, stelden Pugsley et al ("Removal of Heavy Metals from Mine Drainage in Colorado by Precipitation", Chem. Eng.With regard to the photolithotropic microorganism of the present invention, Sirevag et al. ("Synthesis, Storage and Degradation of Polyglucose in Chlorobium Thiosulphatophilum", Arch. Microbiol. 111: 239-224) have shown that amounts of synthesized carbon can be stored in the cell as polyglucose. In the absence of light, the polyglucose was used to form fatty acids, including acetic acid. The use of these organisms for the purification of acidic gases was described by Cork in the 1982 1982 article discussed above. In 1971, Pugsley et al (Removal of Heavy Metals from Mine Drainage in Colorado by Precipitation, Chem. Eng.

Ser. 67:75-89) voor een sulfaat-reductiewerkwijze toe te passen bij de behandeling van mijn-afwateringen in Colorado.Ser. 67: 75-89) for a sulfate reduction method to be used in the treatment of mine drains in Colorado.

83020698302069

r Ar A

Λ - 3 -Λ - 3 -

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor omzetten van gips in elementaire zwavel door toepassing van een reeks fermentatietrappen. Voor de fermentatietrappen is het echter noodzakelijk het gips te solubiliseren, zodat 5 het sulfaatgehalte zich in een waterig medium bevindt en daardoor gevoelig is voor afbraak door microörganismen. Zoals hieronder beschreven is het digrereren van gips ter verkrijging van waterige sulfaatoplossingen een belangrijk kenmerk van de onderhavige uitvinding. Naast de nieuwe digereerwerk-10 wijze is het echter mogelijk gips eenvoudig op te lossen door de pH in te stellen op ongeveer 11,5, waartoe de gips bijvoorbeeld in contact kan worden gebracht met een waterige natrium-carbonaatoplossing.The invention relates to a process for converting gypsum to elemental sulfur using a series of fermentation steps. However, for the fermentation stages it is necessary to solubilize the gypsum, so that the sulfate content is in an aqueous medium and is therefore susceptible to breakdown by microorganisms. As described below, the digestion of gypsum to obtain aqueous sulfate solutions is an important feature of the present invention. In addition to the new digestion process, however, it is possible to easily dissolve gypsum by adjusting the pH to about 11.5, for which purpose the gypsum can be contacted, for example, with an aqueous sodium carbonate solution.

, Bij de eerste fermenteertrap wordt een waterige 15 gipsoplossing in contact gebracht met een sulfaat-reducerend, acetaat-verbruikend microörganisme om sulfaatanionen te redu-ren onder vorming van waterstofsulfide. Bij de tweede trap wordt het waterstofsulfide in contact gebracht meteen sulfide-reducerend fotolithotropische acetaat-producerend microorga-20 nisme om elementaire zwavel te vormen. Met de uitdrukking "fotolithotropisch" wordt bedoeld, dat het microörganisme in staat is fotosynthese te doen verlopen door atmosferische koolstof (d.w.z. (X^) in biomassa om te zetten. Het organisme bevat echter ook enzymen, die functioneren bij verminderd licht 25 of bij afwezigheid van licht onder afbraak van de microörganisme en vorming van organische verbindingen bijvoorbeeld vetzuren, zoals azijnzuur en melkzuur.In the first fermentation step, an aqueous gypsum solution is contacted with a sulfate-reducing, acetate-consuming microorganism to reduce sulfate anions to form hydrogen sulfide. In the second stage, the hydrogen sulfide is contacted with a sulfide-reducing photolithotropic acetate-producing microorganism to form elemental sulfur. By the term "photolithotropic" it is meant that the microorganism is capable of performing photosynthesis by converting atmospheric carbon (ie (X ^) into biomass. However, the organism also contains enzymes which function in dim light or in the absence of light under the degradation of the micro-organism and formation of organic compounds, for example fatty acids, such as acetic acid and lactic acid.

De hierboven beschreven werkwijze heeft verscheidene belangrijke voordelen. De in waterstofsulfide om te zet-30 ten hoeveelheid sulfaat is betrekkelijk hoog, d.w.z. de molai-re verhouding SO^/l^S bedraagt ongeveer 0,5 tot I. Daarnaast kan de effluent van de tweede trap naar de eerste trap worden teruggeleid voor het verschaffen van een deel van of alle orga- 8302069 4 ΐ * < Β a > - 4 - nische koolstof, die bij de reductie is vereist. Berekend op de organische koolstof, die in de vorm van acetaat (naar de eerste trap wordt gevoerd) met inbegrip van die welke eventueel door recirculatie wordt geleverd, zoals hierna beschreven, is 5 de gewichtsverhouding van biomassa (d.w.z. D. postgateii cel-len) tot acetaat ongeveer 0,003 tot 0,1, d.w.z. er wordt een in belangrijke mate efficiënte biokatalytische reductie van sulfaat tot H^S onder gebruik van acetaat bereikt.The method described above has several important advantages. The amount of sulfate to be converted to hydrogen sulfide is relatively high, ie the molar ratio of SO 2/1 2 S is about 0.5 to I. In addition, the effluent can be recycled from the second stage to the first stage for providing some or all of the organic carbon 8302069 4 ΐ * <Β a> - 4 - organic carbon required in the reduction. Calculated on the organic carbon, which is fed in the form of acetate (to the first stage) including that optionally provided by recycle, as described below, is the weight ratio of biomass (ie D. postgateii cells) to acetate about 0.003 to 0.1, ie, a highly efficient biocatalytic reduction of sulfate to H 2 S is achieved using acetate.

Bij de eerste fermentatietrap heeft waterstofsul- 10 fide de neiging zich te verzamelen irr de fermentatievloeistof $ en dit vermindert de doeltreffendheid van de fermentatiereac-tie. De fermentatievloeistof wordt derhalve uitgeblazen met stikstof op een ander inert gas om te verwijderen. Als gevolg van de anaerobe aard van de reactie moet het uitblaasgas 15 geen lucht of zuurstof zijn.. Bij voorkeur maken de fermentatie-trappen gebruik van de recirculatie van stikstof, d.w.z. het stikstofdragergas wordt geleid door de reactor voor de tweede trap en daarna teruggeleid door de reactor voor de eerste trap.In the first fermentation step, hydrogen sulfide tends to collect in the fermentation broth and this reduces the efficiency of the fermentation reaction. The fermentation broth is therefore blown out with nitrogen onto another inert gas to remove. Due to the anaerobic nature of the reaction, the exhaust gas 15 must not be air or oxygen. Preferably, the fermentation stages utilize the recirculation of nitrogen, ie the nitrogen carrier gas is passed through the second stage reactor and then recycled through the reactor for the first stage.

20 De acetaat-verbruikende microörganismen, die bij de uitvinding worden gebruikt, behoren tot het genus Desulfo-bacter. Een specifiek geschikt gebleken stam is Desulfobacter postgateii (bijvoorbeeld de stam Stickney B. Desulfobacter postgateii). Het Stickney B. D. postgateii organisme is gedepo-25 neerd bij de American Type Culture Collection, 12301 Park Lawn Drive, Rockville, Maryland 20852, onder nummer ATCC 39172. Het anaerobe acetaat-verbruikende postgateii organisme, gedeponeerd als ATCC 39172, werd eerst geïsoleerd bij een installatie voor het behandelen van afvalwater door het achtereenvolgens over-30 brengen van een eerste in oculatie van slik in een modificatie van Starkey's medium met natriumacetaat als enige bron voor koolstof en energie. Na verscheidene maanden werd het medium microscopisch onderzocht en bleek te bestaan uit een zuivere 8302069 - 5 - i * . cultuur van gram-negatieve, niet-bewegende staafjes, in morfologie soortgelijk aan die, welke zijn beschreven door Pfenning et al 1981, "Studies on Dissimilatory Sulphate-reducing Bacteria that Decompose Fatty Acids"; Archives -of Microbiology; 129; 5 395-400. Pfenning vermeldde dat dit organisme gloeide op ace taat en kon worden gebruikt voor het reduceren van sulfaat.The acetate-consuming microorganisms used in the invention belong to the genus Desulfo bacter. A strain which has proved to be especially suitable is Desulfobacter postgateii (for example the strain Stickney B. Desulfobacter postgateii). The Stickney BD postgateii organism is deposited with the American Type Culture Collection, 12301 Park Lawn Drive, Rockville, Maryland 20852, under number ATCC 39172. The anaerobic acetate-consuming postgateii organism, first deposited with a Wastewater treatment plant by sequentially transferring a first sludge inoculation into a modification of Starkey's medium with sodium acetate as the sole source of carbon and energy. After several months, the medium was examined microscopically and found to consist of a pure 8302069-5 *. culture of gram-negative, non-moving rods, in morphology similar to those described by Pfenning et al 1981, "Studies on Dissimilatory Sulphate-reducing Bacteria that Decompose Fatty Acids"; Archives -of Microbiology; 129; 5 395-400. Pfenning reported that this organism glowed on acetate and could be used to reduce sulfate.

De stoëchiometrie van de reactie met de Stickney B stam is de volgende; 0The stoichiometry of the reaction with the Stickney B strain is as follows; 0

10 CH-C-OH + SO, = 2HC0 *+ H»S10 CH-C-OH + SO = 2HCO * + H »S

3 4 3 23 4 3 2

Fermentatie van de Desulfobacter organisme (bijvoorbeeld D. postgateii) wordt bereikt onder anaerobe omstandigheden onder roeren (bijvoorbeeld 50 tot 500 omwentelingen 15 per minuut) of een andere wijze van bewegen. De fermentatie wordt uitgevoerd bij 25 tot 40°C en bij een pH van 6,5 tot 8,0 (bij voorkeur 6,8 tot 7,2). Verdund anorganisch zuur (bijvoorbeeld HCl) kan worden gebruikt voor het instellen van de pH van het medium. Het fermentatiemedium omvat een koolstofbron 20 (bijvoorbeeld azijnzuur, natriumacetaat of andere alkalimetaal-acetaten), een stikstofbron en andere elementen. Voorbeelden van geschikte stikstofbronnen zijn ureum, ammoniümzouten van organische zuren (bijvoorbeeld ammoniumacetaat en ammoniumoxa-laat en ammoniumzouten van anorganische zuren, bijvoorbeeld 25 ammoniumnitraat of ammoniumchloride. De hoeveelheden van de koolstof- en stikstofbronnen in het medium bedragen 0,001 tot 20 w/v %. Ook organische voedingsmiddelen (bijvoorbeeld mais-weekvloeistof, pepton, gist extracten, sojaboonextracten) en/of anorganische elementen (bijvoorbeeld kaliumfosfaat, magnesium-30 fosfaat) en vitaminen, zoals biotine en thiamine, kunnen aan het medium worden toegevoegd. De H0S wordt samen met C0~ conti-nu uit de fermentatievloeislof verwijderd en (samen met het dragergas) in contact gebracht met de Chlorobium-organismen.Fermentation of the Desulfobacter organism (eg D. postgateii) is accomplished under anaerobic conditions with stirring (eg 50 to 500 revolutions per minute) or other means of agitation. The fermentation is carried out at 25 to 40 ° C and at a pH of 6.5 to 8.0 (preferably 6.8 to 7.2). Diluted mineral acid (e.g. HCl) can be used to adjust the pH of the medium. The fermentation medium includes a carbon source (eg acetic acid, sodium acetate or other alkali metal acetates), a nitrogen source and other elements. Examples of suitable nitrogen sources are urea, ammonium salts of organic acids (for example ammonium acetate and ammonium oxalate and ammonium salts of inorganic acids, for example ammonium nitrate or ammonium chloride. The amounts of the carbon and nitrogen sources in the medium are 0.001 to 20 w / v%. Organic foods (eg corn soaking liquid, peptone, yeast extracts, soybean extracts) and / or inorganic elements (eg potassium phosphate, magnesium phosphate) and vitamins, such as biotin and thiamine, can be added to the medium. The H0S is added together with CO2 was continuously removed from the fermentation broth and contacted (together with the carrier gas) with the chlorobium organisms.

3302069 « - 6 - 9 t3302069 «- 6 - 9 t

Het verdient echter de voorkeur een kleine hoeveelheid H~S (bijvoorbeeld minder dan 0,017 w/v %) in de media te laten blijven voor het bevorderen van het handhaven van anaerobe omstandigheden en de stromingssnelheid van· het dragergas moet 5 dienovereenkomstig worden geregeld. De molaire verhouding acetaat/SO^ in de fermentatievloeistof wordt in het algemeen gehouden op ongeveer 2 tot 1 en bij voorkeur 1,1 tot 1.It is preferable, however, to leave a small amount of H ~ S (eg, less than 0.017 w / v%) in the media to aid in maintaining anaerobic conditions and the flow rate of the carrier gas should be controlled accordingly. The acetate / SO4 molar ratio in the fermentation broth is generally kept at about 2 to 1, preferably 1.1 to 1.

De tweede fermentatietrap verloopt onder anaerobe omstandigheden onder gebruik van een sulfide-reducerend 10 organisme, dat zowel acetaat als elementaire zwavel kan produceren. Het is voordelig als de elementaire zwavel door het microörganisme wordt uitgescheiden en derhalve kan worden verzameld. Geschikte organismen zijn verkrijgbaar van het genus Chlorobium en in het bijzonder Chlorobium thiosulfoto-15 filum. Een geschikte stam van V. thiosulfatofilum is gedeponeerd bij de American Type Culture Collection, 12301 Park Lawn Drive, Rockville, Maryland, onder ATCC nummer 17092The second fermentation step proceeds under anaerobic conditions using a sulfide-reducing organism, which can produce both acetate and elemental sulfur. It is advantageous if the elemental sulfur is secreted by the microorganism and can therefore be collected. Suitable organisms are available from the genus Chlorobium and in particular Chlorobium thiosulfoto-15 filum. A suitable strain of V. thiosulfatofilum is registered with the American Type Culture Collection, 12301 Park Lawn Drive, Rockville, Maryland, under ATCC number 17092

Fermentatie van anaerobe, fotosynthetische, "groene" zwavelbacterieën, Chlorobium, zoals Chlorobium thio-20 sulfatofilum, kan worden bewerkstelligd onder anaerobe om standigheden, zoals beschreven in Cork "Acid Waste Gas Biocon-version — an Alternative to the Clause process", volume 23 1982 van Development in Industrial Microbiology en geacht in zijn geheel in de onderhavige aanvrage te zijn opgenomen. De 25 groene zwavelbacterieën kunnen H2S als hun enige bron van reducerende elektronen en C02 (die worden geproduceerd door de D. postageii-organismen) gebruiken volgens de volgende vergelijking: 30 2H,,S + C02 CH20 + 2S I120Fermentation of anaerobic, photosynthetic, "green" sulfur bacteria, Chlorobium, such as Chlorobium thio-20 sulfatofilum, can be accomplished under anaerobic conditions, as described in Cork "Acid Waste Gas Biocon-version - an Alternative to the Clause process", volume 23 1982 from Development in Industrial Microbiology and is considered to be fully incorporated in the present application. The 25 green sulfur bacteria can use H2S as their sole source of reducing electrons and CO2 (which are produced by the D. postageii organisms) according to the following equation: 30 2H ,, S + CO2 CH20 + 2S I120

Naast C02 en H.7S bevat het Chlorobium fermenta-tiemedium een bron voor stikstof en andere elementen. Voorbeel- 8302069 9 - 7 - den van geschikte stikstofbronnen zijn ureum, ammoniumzouten van organische zuren (bijvoorbeeld ammoniumacetaat en ammonium-oxalaat) en ammoniumzouten van anorganische zuren (bijvoorbeeld ammoniumsulfaat, ammoniumnitraat of ammoniumchloride). De hoe-5 veelheden CC^ en I^S, die per 24 uur worden gebruikt, zijn van ongeveer 0,088 tot 1,76 w/v % voor CO2 en van ongeveer 0,17 tot 1,36 w/v % voor ï^S. Ook organische voedingsmiddelen (bijvoorbeeld maisweekvloeistof, pepton, gistextractem sojaboonextrac-ten) en/of anorganische elementen (bijvoorbeeld kaliumfosfaat, 10 magnesiumsulfaat), vitaminen, zoals biotine en triamine en aminozuren kunnen aan het medium worden toegevoegd. Voor iedere r gebruikte gram CO2 worden 1 tot 5 gram cellen gevormd en voor iedere gram I^S wordt ongeveer 0,9 tot 1 g element-aire zwavel gevormd, d.w.z. de H^S/S reactie heeft een rendement van onge-15 veer 90 tot 100.In addition to CO2 and H.7S, the Chlorobium fermentation medium contains a source of nitrogen and other elements. Examples of suitable nitrogen sources are urea, ammonium salts of organic acids (for example ammonium acetate and ammonium oxalate) and ammonium salts of inorganic acids (for example ammonium sulfate, ammonium nitrate or ammonium chloride). The rates of CC ^ and I ^ S used per 24 hours are from about 0.088 to 1.76 w / v% for CO2 and from about 0.17 to 1.36 w / v% for CO2. S. Organic foods (e.g. corn steep liquor, peptone, yeast extract soybean extracts) and / or inorganic elements (e.g. potassium phosphate, magnesium sulfate), vitamins such as biotin and triamine and amino acids can also be added to the medium. For every gram of CO2 used, 1 to 5 grams of cells are formed and for every gram of I ^ S, about 0.9 to 1 g of elemental sulfur is formed, ie the H ^ S / S reaction has an efficiency of about 15 90 to 100.

De tweede ferment.atietrap wordt uitgevoerd in twee ondertrappen, waarbij zwavelwaterstof wordt gereduceerd tot elementaire zwavel en in de tweede ondertrap polyglucose wordt omgezet in acetaat. De ^S-reductiereactie is hierboven beschre-20 ven. Om de acetaatvorming in te leiden wordt de belichting van de fermentatievloeistof verminderd beneden 3 en bij voorkeur beneden 0,03 watt/m en beneden deze waarde gehouden gedurende ongeveer 24 tot ongeveer 48 uur voor iedere liter fermentatievloeistof. Als de lichtenergie is verminderd tot de beschreven 25 waarde, wordt aangenomen dat het ^S-reducerende microörganis-me enzymen synthetiseert, die polyglucose omzetten in vetzuren, in het bijzonder acetaat. Voor een aanvankelijke Chlorobium-zetmeel concentratie van ongeveer 1 g per liter wordt aangenomen dat het potentiële redui-erende vermogen per SO^ reductie 30 in de fermentatievloeistof ligt tussen ongeveer 60 en ongeveer 807 (w/v basis) na 24 uur bij een boliehtiugsniveau van onge-veer 0,03 w/m . De "donkere*" reactie wordt uitvoeriger besproken in Sirevag et al 1977, Synthesis, storage and degradation 8302069 V * - 8 - * of polyglucose in Chlorobium thiosulphatophilum, Arch, Microbiol. Ill: 239-246.The second fermentation step is carried out in two sub-steps, hydrogen sulfide is reduced to elemental sulfur and in the second sub-stage polyglucose is converted to acetate. The S reduction reaction has been described above. To initiate the acetate formation, the exposure of the fermentation broth is reduced below 3 and preferably below 0.03 watt / m and kept below this value for about 24 to about 48 hours for each liter of fermentation broth. When the light energy is reduced to the value described, it is believed that the S-reducing microorganism synthesizes enzymes that convert polyglucose into fatty acids, especially acetate. For an initial Chlorobium starch concentration of about 1 g per liter, the potential reducing power per SO 2 reduction in the fermentation broth is assumed to be between about 60 and about 807 (w / v base) after 24 hours at a bolion level of about 0.03 w / m. The "dark *" reaction is discussed in more detail in Sirevag et al 1977, Synthesis, storage and degradation 8302069 V * - 8 - * or polyglucose in Chlorobium thiosulphatophilum, Arch, Microbiol. Ill: 239-246.

Desgewenst kan na de hierboven beschreven "donkere" reactie de fermentatievloeistof worden onderworpen aan 5 fysische bewerkingen (bijvoorbeeld centrifugeren) om biomassa te scheiden van de effluent, die de acetaatanionen bevat, die daarna kunnen worden teruggevoerd voor het verschaffen van een 'koolstofbron voor de eerste fermentatietrap. Het teruggevoerde sulfaatreducerende vermogen in de effluent heeft in het alge-10 meen een organisch gehalte van 60 tot 80% van het door Chlorobium geproduceerde zetmeel. De molaire verhouding van zwavel-reducerend vermogen/elementaire zwavel, verkregen bij de tweede fermentatietrap, bedraagt ongeveer 0,1 tot ongeveer 0,5.If desired, after the "dark" reaction described above, the fermentation broth may be subjected to physical operations (eg centrifugation) to separate biomass from the effluent containing the acetate anions, which can then be recycled to provide a carbon source for the first fermentation stage. The recycled sulfate-reducing ability in the effluent generally has an organic content of 60 to 80% of the starch produced by Chlorobium. The sulfur reducing power / elemental sulfur molar ratio obtained in the second fermentation step is about 0.1 to about 0.5.

De bij de tweede fermentatietrap gevormde zwavel * 15 wordt verzameld en kan voor vele bekende doeleinden worden gebruikt. Zo kan men bijvoorbeeld de zwavel laten reageren met zuurstof en/of water om zwavelzuur te vormen. Deze werkwijze is exotherm en geeft bruikbare energie. Zo kan bijvoorbeeld gips, zoals hierboven beschreven, worden gedigereerd door 20 reactie met een sterk alkalische waterige oplossing. Deze oplossing kan worden verkregen door een natriumcarbonaat (bijvoorbeeld en/of NaHCO^) in water op te lossen. Het na triumcarbonaat kan ook worden gevormd door een energie-inten-sieve werkwijze, waarbij men kooldioxyde, ammoniak, water en 25 NaCl laat reageren onder vorming van natriumbicarbonaat en ammoniumchloride. Het natriumbicarbonaat is onoplosbaar in het reactiemengsel en precipiteert en kan worden afgescheiden en verhit om natriumcarbonaat te vormen. Kooldioxyde wordt als bijproduct gevormd en kan worden teruggeleid voor reactie met 30 het ammoniak, water en natriumchloridé. Men kan het ammoniumchloride laten reageren mei. kalk en/of ca 1 ciumcnrbonaat ter bereiding van ammoniak ten gebruike bij de bovengenoemde reactie. Alternatief kan de reactie voor het vormen van natrium- 8302069 - 9 - * 9 » bicarbonaat worden uitgevoerd door kooldioxyde te leiden in een ammoniakale zeewateroplossing, d.w.z. het reactieproduct van ammoniak en zeewater, waarbij natriumbicarbonaat precipi-teert. Het is natuurlijk algemeen bekend dat natriumcarbonaat kan worden gevormd door CC^ te leiden in een sterk alkalische oplossing onder vorming van natriumbicarbonaat, gevolgd door verhitting ter bereiding van soda (d.w.z. Na^CO^). Dit is het algemeen bekende Solvay procédé.The sulfur * 15 formed in the second fermentation step is collected and can be used for many known purposes. For example, the sulfur can be reacted with oxygen and / or water to form sulfuric acid. This method is exothermic and provides usable energy. For example, gypsum, as described above, can be digested by reaction with a highly alkaline aqueous solution. This solution can be obtained by dissolving a sodium carbonate (for example and / or NaHCO4) in water. The sodium carbonate can also be formed by an energy-intensive process in which carbon dioxide, ammonia, water and NaCl are reacted to form sodium bicarbonate and ammonium chloride. The sodium bicarbonate is insoluble in the reaction mixture and precipitates and can be separated and heated to form sodium carbonate. Carbon dioxide is formed as a by-product and can be recycled for reaction with the ammonia, water and sodium chloride. The ammonium chloride can be reacted in May. lime and / or calcium carbonate for the preparation of ammonia for use in the above reaction. Alternatively, the reaction to form sodium bicarbonate may be carried out by passing carbon dioxide into an ammoniacal seawater solution, i.e. the reaction product of ammonia and seawater, whereby sodium bicarbonate precipitates. It is, of course, well known that sodium carbonate can be formed by passing CC 2 in a highly alkaline solution to form sodium bicarbonate, followed by heating to prepare soda (i.e., Na 2 CO 2). This is the well known Solvay process.

Voorbeeld I - Werkwijze voor het solübiliseren van gips •Example I - Method for solubilizing plaster •

Er werd een 100 mtl Na^CO^^oplossing bereid met een pH van 11,4. Aan deze oplossing werd gips toegevoegd in een hoeveelheid van 20 g/1 (equivalent met mM SO^) onder roeren gedurende 1 uur bij 25°C, teneinde een eind pH van 10,4 te verkrijgen. Na 15-20 min. bezinken werd de oplossing afgefiltreerd ter verkrijging van een heldere oplossing en de pH werd ingesteld op 7,1 tot 7,3. Deze oplossing had een SO^-con-centratie van 65 tot 70 mM.A 100 mtl Na 2 CO 2 solution was prepared with a pH of 11.4. To this solution was added gypsum in an amount of 20 g / l (equivalent to mM SO4) with stirring at 25 ° C for 1 hour, to obtain a final pH of 10.4. After settling for 15-20 min, the solution was filtered to obtain a clear solution and the pH was adjusted to 7.1 to 7.3. This solution had an SO 2 concentration of 65 to 70 mM.

Voorbeeld II - Omzetting van gips in H^SExample II - Conversion of gypsum to H 2 S

Er werd een fermentatiemedium bereid met de volgende samenstelling: 8302069 » - 10 - SL-7 oplossing ^ 1 ml (2)A fermentation medium was prepared with the following composition: 8302069 »- 10 - SL-7 solution ^ 1 ml (2)

Vitamme-oplossing. . 5 ml ·Vitamin solution. . 5 ml

CaC04 (of Na2S04) 3,75 g (3.912 g)CaCO4 (or Na2S04) 3.75 g (3,912 g)

MgS04 1,50 g nh4ci 1,0 g K2HP04 0,496 g ·MgS04 1.50 g nh4ci 1.0 g K2HP04 0.496 g

CaCl2 0,08 gCaCl2 0.08 g

Fe(NH4)2(S04)2.6H20 0,01 g CH3C00Na.3H20 5,44 g KC1 · 0,4 g ^SL-7 oplossing HC1 7,0 mlFe (NH4) 2 (SO4) 2.6H20 0.01 g CH3C00Na. 3H20 5.44 g KCl0.4 g ^ SL-7 solution HCl 7.0 ml

FeCl2.6H20 1,8 gFeCl2.6H20 1.8 g

CoCl2.6H20 0,19 gCoCl2.6H20 0.19 g

MnCl2.4H20 0,10 gMnCl2.4H20 0.10 g

ZnCl2 0,07 g H3B03 0,062 gZnCl2 0.07 g H3B03 0.062 g

Na2Mo04.2H20 0,036 gNa2MoO4.2H20 0.036 g

NiCl2.6H20 0,024 gNiCl2.6H20 0.024 g

CuC12.2H20 0,017 gCuC12.2H20 0.017 g

H20 toevoegen tot 1 liter, pH tot 6,8-7,2 met HC1, Na2C03 of KOHAdd H2O to 1 liter, pH to 6.8-7.2 with HCl, Na2CO3 or KOH

8302069 -II- (2) r ι8302069 -II- (2) r

Vitamine-oplossingVitamin solution

Biotine ' 0,02 g PABA 0,02 gBiotin '0.02 g PABA 0.02 g

Pantothenaat 0,01. g 5 Pyridoxamine HC1 0,01 gPantothenate 0.01. g 5 Pyridoxamine HCl 0.01 g

Nicotinezuur 0,005 gNicotinic acid 0.005 g

Thiamine HC1 0,005 gThiamine HCl 0.005 g

Vitamine B^ 0,001 gVitamin B ^ 0.001 g

Gedestilleerd water tot 1 liter 10 pH instellen op 7,3 en daarna in autoclaaf brengen als medium koel is. Na dithioniet toevoegen 30 mlAdjust distilled water to 1 liter 10 pH to 7.3 and then autoclave when medium is cool. After dithionite add 30 ml

Een 50% inoculatie van een 48-uurs cultuur van Desulfo-15 bacter posgateii, st. Stickney B., ATCC 39172 werd bij het bovenste medium gevoegd en onder uitblazen met stikstofgas werd 30 mg/1 natriumdithioniet toegevoegd als sterk reductie-middel om anaerobe omstandigheden in het reactievat te handhaven. Daarnaast bevorderen continu uitblazen met stikstof 20 (8 tot 10 ml per minuut) en een laag gehalte aan l^S het vrij houden van verontreiniging met zuurstof en het verzekeren van zuiverheid van de cultuur. De pH van het medium werd bij bepaalde proeven gehouden op 7,1 met gebruik van een Chemtrix pH-regelaar (model 45 AR) met gebruik van IN HC1 als neutra-25 liseermiddel. De cultuur werd continu geroerd met een magnetische roerder met 200 omw./min. en alle proeven werden uitgevoerd bij 30°C.A 50% inoculation of a 48-hour culture of Desulfo-15 bacter posgateii, st. Stickney B., ATCC 39172 was added to the top medium and, while blowing with nitrogen gas, 30 mg / L sodium dithionite was added as a strong reducing agent to maintain anaerobic conditions in the reaction vessel. In addition, continuous nitrogen blowing (8 to 10 ml per minute) and low 1 ^ S content promote keeping oxygen contamination free and ensuring culture purity. The pH of the medium was maintained at 7.1 in certain experiments using a Chemtrix pH controller (model 45 AR) using 1N HCl as neutralizing agent. The culture was continuously stirred with a 200 rpm magnetic stirrer. and all experiments were performed at 30 ° C.

Er werden eenvoudige discontinue proeven uitgevoerd om de omstandigheden vast te stellen, waaronder het organisme 30 het meest doelmatigst sulfaat reduceerde. Bij de eerste proeven werden rondkolven van I 1 als discontinue reactoren gebruikt, waarbij aanvankelijk met N? werd uitgeblazen om anaerobe omstandigheden te verzekeren en de pH met de hand iedere 3302069 * - 12 - * 12 uur met HC1 op 7,1 werd ingesteld. Er werd een 25% inoculum gebruikt met een SO^-beginconcentratie van 15,5 mM, maar zonder enig magnetisch roeren of enige poging om continu met ^ uit te blazen.Simple discontinuous tests were performed to determine the conditions under which the organism 30 most efficiently reduced sulfate. In the first runs, round 1-liter flasks were used as discontinuous reactors, initially with N 2 was blown out to ensure anaerobic conditions and the pH was manually adjusted to 7.1 with HCl every 3302069 * - 12 * 12 hours. A 25% inoculum was used with an SO 2 initial concentration of 15.5 mM, but without any magnetic stirring or attempted continuous blow-out.

5 Bij sommige proeven werd de pH ingesteld op de optimale waarde van 7,1 en er werd overgeschakeld op de BSF-500 kolf. Daarna werd het verschil groeiparameters gevarieerd tot een belangrijke toeneming in de mate van sulfaatproductie optrad (tabel A). Alle proeven werden uitgevoerd bij een tem-10 peratuur van 30 C en een begin pH van 7,1 met een stoëchiome-trie van sulfaat tot acetaat van 1:1.In some experiments, the pH was adjusted to the optimal value of 7.1 and the BSF-500 flask was switched. Thereafter, the difference in growth parameters was varied until a significant increase in the degree of sulfate production occurred (Table A). All tests were performed at a temperature of 30 ° C and an initial pH of 7.1 with a 1: 1 stoichiometry of sulfate to acetate.

rr

De meest belangrijke toeneming in de mate van SO^-reductie trad op bij de proeven 2 en 3 als de pH continu werd gecontroleerd op 7,1, gepaardgaande met roeren en tussen de 15 proeven 5 en 6 waar de snelheid van uitblazen met stikstof werd verhoogd en de SO^-gehalten werden gehouden beneden 20 mM. Gelijktijdig werd waargenomen dat desulfobacter kleefde aan de zijkanten van de glazen reactor, zoals bleek uit zwart worden van de wanden. Een sectie van gelaagd vezelglasplaat werd 20 in een reactor geplaatst op zodanige wijze, dat een wand werd gevormd langs de zijde van het vat in een poging om een vaste ondersteuning te-verschaffen voor het immobiliseren van de bacteria. Na inoculeren van het medium, zoals hierboven beschreven en onder krachtig roeren van de cultuurvloeistof (200 omw.The most significant increase in the degree of SO 2 reduction occurred in Runs 2 and 3 when the pH was continuously monitored at 7.1, accompanied by stirring and between 15 Runs 5 and 6 where the rate of nitrogen blowout was controlled increased and the SO 2 contents were kept below 20 mM. Simultaneously, desulfobacter was observed to adhere to the sides of the glass reactor, as evidenced by blackening of the walls. A section of laminated fiber glass sheet was placed in a reactor in such a way that a wall was formed along the side of the vessel in an attempt to provide a firm support for immobilizing the bacteria. After inoculating the medium, as described above and with vigorous stirring of the culture liquid (200 rev.

25 per min.), liet men de groei in de discontinue fase verlopen tot de sulfaatwaarden waren gereduceerd van een beginconcentra-tie van 32 mM tot 2 mM na ongeveer 90 uur. Op dat moment was het gewoonlijk donkere, troebele medium helder en de vezelglas-ondersteuning werd zwart. Een mediumvoorraad van 24,5 mM SO^: 30 25 mM acetaat word in de geïmmobiliseerde gehele -celreactor gepompt op uur 21 van de discontinue groei om vast te stellen of de gebonden organisme nog verder sulfaat konden reduceren.25 per minute), the growth was allowed to proceed in the discontinuous phase until the sulfate values were reduced from an initial concentration of 32 mM to 2 mM after about 90 hours. At that time, the usually dark, cloudy medium was clear and the fiberglass support turned black. A medium stock of 24.5 mM SO4: 25 mM acetate is pumped into the immobilized whole cell reactor at hour 21 of the discontinuous growth to determine if the bound organism could further reduce sulfate.

De resultaten gaven een continue 89,8% omzetting van S0^ aan 8302069 .· > _________________ 9 - 13 - l ' bij een medium-stromingssnelheid van 22,8 ml/uur en een omzetting van 83,7% bij een stromingssnelheid van 30,0 ml/uur. De proef werd na 200 uur op de chemostaat-wijze beëindigd.The results gave a continuous 89.8% conversion of SO4 to 8302069.>> _________________ 9-13-1 'at a medium flow rate of 22.8 ml / h and a conversion of 83.7% at a flow rate of 30 .0 ml / hour. The test was terminated in the chemostat mode after 200 hours.

8302069 » t - Η - • ____________ Λ8302069 »t - Η - • ____________ Λ

/-S/ -S

0) Ij •η 3 U 3 3 3 cm co r- O en 3 n s on — vo co on m 3 £ ······.* p.v_/ N η Ό O - ·}0) Ij • η 3 U 3 3 3 cm co r- O and 3 n s on - vo co on m 3 £ ······. * P.v_ / N η Ό O - ·}

6 — CM6 - CM

O-OJO-OJ

o &0 CO M·'o & 0 CO M · '

vCBC

m m m m on —m m m m on -

•J >JSJ> JS

ooob in <}· — en on mooob in <} - and on m

OicO'w' — cm cn m ·— — *OicO'w '- cm cn m · - - *

XX

c a' o o > T) + 3 d C I I I I + +c a 'o o> T) + 3 d C I I I I + +

1-J3 3 •Λ5 3 S1-J3 3 • Λ5 3 S

d ^ Ό 3 · —I N Ö 3 CM3 ·ι-ι . * X 2 -I £ en — r- 1-J X ->* 1 I I · · · 3 d -u i-4 mt m on c 3 -4 £ W > 3 M" d 3 e-\ u · · 3 & d I | o o o c o E v-i m m in tn < u £ r-l - . _ 3 _0 3d ^ Ό 3 · I N Ö 3 CM3 · ι-ι. * X 2 -I £ en - r- 1-JX -> * 1 II · · · 3 d -u i-4 mt m on c 3 -4 £ W> 3 M "d 3 e- \ u · · 3 & d I | oooco E vi mm in tn <u £ rl -. _ 3 _0 3

3 -U3-U

H —1H — 1

3 nO3 nO

3 S MD en O Ό O3 S MD and O Ό O

3 £ - - 3 - N N£ 3 - - 3 - N N

bO-—' I I I I I IbO - I I I I I I

en en oo cm m co co —and and oo cm m co co -

Cd O oCd O o

£ "3 3 -U£ "3 3 -U

1-14-J 6-5 6-5 6-5 6-5 6-5^ do mooooo GOcMiAinminm o u d bo • r·! m Ό r--} 3 eo 3 3 0 II···· 00 r'. i-- r--· r-1-14-J 6-5 6-5 6-5 6-5 6-5 ^ do mooooo GOcMiAinminm o u d bo • r ·! m Ό r--} 3 eo 3 3 0 II ···· 00 r '. i-- r-- · r-

WW.

Cu U-l 3Cu U-1 3

OO

Ij αIj α

— cm en <r m MD- cm and <r m MD

u 25 8302069 i. - 15 - • * 0u 25 8302069 i. - 15 - • * 0

Analytische methoden * l^S werd bepaald'door de metjode van Pachmayr (1960, Vorkommen und Bestimmung von Schwefelverbindungen in Mineral Wasser, proefschrift München (Univ.), terwijl acetaat 5 werd bepaald volgens de anxymatische reactie van I.A. Rose (1955, in S.P. Colowich & N.0. Kaplan: Method in Enzymology, Acedemic Press, New York, Vol. 1, biz. 591-593). Sulfaat werd bepaald door toevoegen van BaC^^plossingen aan aangezuurde monsters van bovenstaande cultuur en de verkregen troebeling 10 van BaSO^ werd spectrofotometrisch bepaald volgens M.A.Analytical Methods * S was determined by Pachmayr's (1960, Vorkommen und Bestimmung von Schwefelverbindungen in Mineral Wasser, thesis Munich (Univ.), While acetate 5 was determined according to the anxymatic reaction of IA Rose (1955, in SP Colowich & N. Kaplan: Method in Enzymology, Acedemic Press, New York, Vol. 1, Biz 591-593) Sulfate was determined by adding BaC solutions to acidified samples of the above culture and the turbidity obtained. of BaSO4 was determined spectrophotometrically according to MA

Tabatabai (1974, Determination of sulfate in water samples. Sulfur Inst. Journal. 10: 10-13). Glucose werd bepaald volgens de Dow Diognostest methode. Na digereren en neutraliseren wordt een monster van 100 ml gebracht in de diagnostest-15 kolf, 10 min. gekookt en de optische dichtheid wordt gemeten bij 595 nm. Proteïne werd bepaald volgens de Coomassie Brilliant Blue proteïne-test, M. Bradford (1976. Analytical Biochemistry, 72: 248-254).Tabatabai (1974, Determination of sulfate in water samples. Sulfur Inst. Journal. 10: 10-13). Glucose was determined by the Dow Diognostest method. After digestion and neutralization, a 100 ml sample is placed in the diagnostics flask, boiled for 10 min and the optical density is measured at 595 nm. Protein was determined by the Coomassie Brilliant Blue protein test, M. Bradford (1976. Analytical Biochemistry, 72: 248-254).

20 Voorbeeld III - Omzetting van gips in H^S in een continue che- mostaat-reactorExample III - Conversion of gypsum to H 2 S in a continuous thermostat reactor

Er werd een 50% inoculatie van Desulfobacter post-gateii verricht in een Virtis-pyrex glas-BSF 500 reactor, die 25 het medium van voorbeeld II en een vezelglas-ondersteuning bevatte. De pH werd ingesteld op 7,1 met een beginconcentratie aan sulfaat en acetaat van ieder 13,5 mM. De proef werd uitgevoerd bij 30°C met continu uitblazen met stikstofgas met 10 ml per minuut. De groei verliep discontinu gedurende ongeveer 30 72 uur. Op dat moment bedroeg het sulfaatgchatte 1,1 mM en de bacterieen bleken aan het vezeLglas zijn gebonden. Een medium- voorraad van 40 mM S0. en 80 mM acetaat werd daarna in de 4 reactor gepompt met een snelheid van 20 ml per uur. Na een aan- ____ 8302069 * 0 *- - 16 - vankelijke stijging van het SO^ tot 3,6 mM, daalde de concentratie in de reactor tot 2,4 mM en bleef meer dan 100 uur op deze waarde. In deze tijd bleef het reactor-vloeistofniveau constant op 600 ml. Er werd een netto-reductie van meer dan 5 75 mmolen SO^ bereikt. Op uur 276 werd de concentratie aan sulfaat in het medium-reservoir verhoogd tot 60 mM onder toevoeging van Na2S0^-kristallen zonder onderbreking van de stroming van het medium. Het sulfaatgehalte in de reactor steeg vervolgens van 1,1 mM tot 1,8 mM en bleef 46 uur op deze waar-10 de, gedurende welke tijd 1,16 mmolen'S0^ werden gereduceerd per uur (97% omzetting). De sulfaatconcentratie in de medium-voorraad werd dan verhoogd tot 80 mM op uur 336, hetgeen leidde tot een daaropvolgende stijging van het SO^ in de reactor tot 8,4 mM. De concentratie daalde geleidelijk tot 6,7 mM op 15 uur 462 en bleef 115 uur op deze waarde. Voor deze periode was de reductiesnelheid 1,47 mmolen per uur, een omzetting van 91,6%.A 50% inoculation of Desulfobacter post-gateii was performed in a Virtis-pyrex glass BSF 500 reactor containing the medium of Example II and a fiber glass support. The pH was adjusted to 7.1 with an initial sulfate and acetate concentration of 13.5 mM each. The test was performed at 30 ° C with continuous nitrogen gas blowing at 10 ml per minute. The growth was discontinuous for about 72 hours. At that time, the sulfate chat was 1.1 mM and the bacteria were found to be bound to the fiber glass. A medium stock of 40 mM S0. and 80 mM acetate was then pumped into the 4 reactor at a rate of 20 ml per hour. After an initial rise in SO 2 to 3.6 mM, the reactor concentration dropped to 2.4 mM and remained at this value for more than 100 hours. During this time, the reactor liquid level remained constant at 600 ml. A net reduction of more than 57 mmoles of SO4 was achieved. At hour 276, the concentration of sulfate in the medium reservoir was increased to 60 mM with the addition of Na2SO4 crystals without interrupting the flow of the medium. The sulfate content in the reactor then rose from 1.1 mM to 1.8 mM and remained at this value for 46 hours, during which time 1.16 mmoles of SO2 were reduced per hour (97% conversion). The sulfate concentration in the medium stock was then increased to 80 mM at hour 336, resulting in a subsequent rise in SO 2 in the reactor to 8.4 mM. The concentration gradually decreased to 6.7 mM at 15 hours 462 and remained at this value for 115 hours. For this period, the reduction rate was 1.47 mmoles per hour, a conversion of 91.6%.

Het acetaat in de mediumvoorraad werd verhoogd tot 180 mM op uur 602 ter voorbereiding op de trapsgewijze 20 toeneming van SO^ als hiervoor beschreven. Het SO^-gehalte nam echter snel toe tot 24,5 mM en derhalve werd de medium-toevoer-pomp uitgeschakeld om het organisme discontinu t‘e laten groeien. De waarde van SO^ werd weer 2,5 mM op uur 708.The acetate in the medium stock was increased to 180 mM at hour 602 in preparation for the cascading increase in SO 2 as previously described. However, the SO 2 content quickly increased to 24.5 mM and therefore the medium feed pump was turned off to allow the organism to grow discontinuously. The value of SO2 again became 2.5 mM at hour 708.

25 Voorbeeld IV - Omzetting van H^S In zwavelExample IV - Conversion of H 2 S into sulfur

Er werd een fermentatiemedium bereikt met de volgende samenstelling: K^PO^ 0,4; NH^Cl 0,4; MgCl^ó^O 2,0;A fermentation medium of the following composition was obtained: K ^ PO ^ 0.4; NH4 Cl 0.4; MgCl 4-6 O 2.0;

NaCl 1,6; CaCl0 0,016; FeS0,.7H_0 2 ml van 5% FeSO.ILO in 0,4NNaCl 1.6; CaCl0 0.016; FeS0 .7H_0 2 ml of 5% FeSO.ILO in 0.4N

Δ a L 4 2Δ a L 4 2

30 HCl. Vervolgens wordt'» do spnronolomontonvoorrandoplossing A30 HCl. Then the sponronolomonton leading edge solution A

• (1,0 ml/1) en voorrandoplossing B (0,8 ml/1) toegevoegd aan de minimale zoutmedia. Voorraadoplossing Λ is een modificatie van Larsen's sporenelementen (1952) en bestaat uit (g/1): FeCl^ 1,6; 8302069 » ·« - 17 -• (1.0 ml / 1) and leading edge solution B (0.8 ml / 1) added to the minimum salt media. Stock solution Λ is a modification of Larsen's trace elements (1952) and consists of (g / l): FeCl ^ 1.6; 8302069 »·« - 17 -

Na2B407.10H2O 0,80; ZnS04.7H20 0,44; CoS04<7H20 0,24;Na2B407.10H2O 0.80; ZnSO 4 .7H 2 O 0.44; CoSO 4 <7H 2 O 0.24;

CuC12.2H20 0,135; MnS03.H20 0,0165; Fe-EDTA-oplossing 110 ml (Fe-EDTA-oplossing wordt bereikt door 24,9 g FeS04.7H20 en 59 g EDTA te voegen bij een totaalvolume van 1000 ml en de 5 pH met 0,1N NaOH in te stellen op 9,7). Spore-elementen-voor-raadoplossing B, zoals beschreven door Orsol et*al (1973) bestaat uit (g/1): H3B04 2,90; MnCl2.4H2 1,80; ZnS04.7H20 0,22; CuS04.5H20 0,079; NaMo04.2Ho0 0,25; NH4V03 0,023; Co(NO)3)2· 6H20 0,049. Tenslotte werd 33 ml van een 0,4M NaH2P04 voorraad-10 oplossing en 67 ml van 0,4M Na?HP04 voorraadoplossing toege-voegd en het vloeistofvolume werd met gedeioniseerd water op 400 ml gebracht. De bereiding en samenstelling van het boven-bestaande fermentatiemedium is beschreven in Cork "Acid Waste ' Gas Bioconversion — an Alternative to the Clause Process", 15 1982, Dev. Ind. Microbiol., volume 23.CuC12.2H20 0.135; MnSO3.H20 0.0165; Fe-EDTA solution 110 ml (Fe-EDTA solution is achieved by adding 24.9 g FeSO4.7H20 and 59 g EDTA to a total volume of 1000 ml and adjusting the 5 pH to 9 with 0.1N NaOH, 7). Trace element stock solution B, as described by Orsol et * al (1973) consists of (g / l): H3B04 2.90; MnCl2.4H2 1.80; ZnSO 4 .7H 2 O 0.22; CuSO 4 .5H 2 O 0.079; NaMoO4.2Ho0 0.25; NH4 VO3 0.023; Co (NO) 3) 2 · 6H 2 O 0.049. Finally, 33 ml of a 0.4M NaH2 PO4 stock solution and 67 ml of 0.4M Na2 HPO4 stock solution were added and the liquid volume was adjusted to 400 ml with deionized water. The preparation and composition of the above-existing fermentation medium is described in Cork "Acid Waste" Gas Bioconversion - an Alternative to the Clause Process ", 1982, Dev. Ind. Microbiol., Volume 23.

Bij 400 ml van het bovenstaande medium werd 400 ml gevoegd van een cultuur van Chlorobium thiosulfatofilum ATCC 17092 Het verkregen mengsel werd ongeveer 24 uur bij 37°C geïncubeerd. Daarna werd H2S, gevormd als in voorbeeld I, in 20 het medium gebracht in een hoeveelheid van 1,67 mmolen per uur. Dit kan worden bewerkstelligd door uitblazen met N2 in de vorm van een "Closed-Recycling" N2-uitblaassysteem. C02 werd ook ingevoerd met dezelfde snelheid. Dit mengsel werd bij 30 C ge-incubeerd gedurende ongeveer 24 uur onder roeren (ongeveer 150 25 omw./min.). De reactor werd onder anaerobe omstandigheden gehouden. Een lamp van 250 watt werd 6 cm van de Virtisreactor van 1 1, die voor deze reactie werd gebruikt, geplaatst en er werd belicht gedurende de hele proef van 24 uur. Elementaire zwavel precipiteerde in het medium en werd verzameld, gedroogd 30 en gewogen. Na 12 en 24 uur varen respectievelijk 18 en 36 mmolen elementaire zwavel verzameld.400 ml of a culture of Chlorobium thiosulfatofilum ATCC 17092 was added to 400 ml of the above medium. The resulting mixture was incubated at 37 ° C for about 24 hours. Then, H 2 S, formed as in Example 1, was introduced into the medium in an amount of 1.67 mmoles per hour. This can be accomplished by blowing with N2 in the form of a "Closed-Recycling" N2 blowing system. CO2 was also introduced at the same rate. This mixture was incubated at 30 ° C for about 24 hours with stirring (about 150 rpm). The reactor was kept under anaerobic conditions. A 250 watt lamp was placed 6 cm from the 1 liter Virtis reactor used for this reaction and exposed throughout the 24 hour run. Elemental sulfur precipitated in the medium and was collected, dried and weighed. After 12 and 24 hours, 18 and 36 millimoles of elemental sulfur were collected, respectively.

83020698302069

Claims (23)

1. Werkwijze voor het omzetten van gips in elementaire zwavel, met het kenmerk, dat men ’een waterige gips- 5 oplossing vormt, deze oplossing in contact brengt met een sulfaat-reducerende, acetaat-verbruikende bacterie om sulfaat-ionen tot waterstofsulfide te reduceren en het H^S in contact brengt met een anaerobe, "groene", sulfide-reducerende fotolithotropische, acetaat-producerende om elementaire zwa- 10 vel te vormen. «1. Process for converting gypsum to elemental sulfur, characterized in that an aqueous gypsum solution is formed, this solution is contacted with a sulfate-reducing, acetate-consuming bacterium to reduce sulfate ions to hydrogen sulfide and contacting the H 2 S with an anaerobic, "green", sulfide-reducing photolithotropic, acetate-producing, to form elemental sulfur. « 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men elementaire zwavel verzamelt uit de H^S-fermentatie-vloeistof.2. Process according to claim 1, characterized in that elemental sulfur is collected from the H 2 S fermentation liquid. 3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, 15 dat men de elementaire zwavel in zwavelzuur omzet.3. Process according to claim 1, characterized in that the elemental sulfur is converted into sulfuric acid. 4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men de acetaat-bevattende H^S-fermentatievloeistof weer recirculeert om deze in contact te brengen met de gips-fermen-tatievloeistof.Process according to claim 1, characterized in that the acetate-containing H 2 S fermentation liquid is recycled again to bring it into contact with the gypsum fermentation liquid. 5. Werkwijze volgens conclusie I, met het kenmerk, dat het acetaatproducerende microörganisme acetaat produceert bij afwezigheid van ultraviolette straling.Method according to claim I, characterized in that the acetate-producing microorganism produces acetate in the absence of ultraviolet radiation. 6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het acetaat-gebruikende microörganisme van het genus Desul- 25 fobacter is.6. A method according to claim 1, characterized in that the acetate-using microorganism is of the genus Desulfobacter. 7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het microörganisme Desuifobacter postgateii is.Method according to claim 6, characterized in that the microorganism is Desuifobacter postgateii. 8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het microörganisme DesuiTobacter postgateii ATCC 39172 is.Method according to claim 7, characterized in that the microorganism is DesuiTobacter postgateii ATCC 39172. 9. Werkwijze volgens conclusie I, met het kenmerk, dat het acetaat-producerende microörganisme van het genus Chlorobium is.Process according to claim I, characterized in that the acetate-producing microorganism is of the genus Chlorobium. 10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, 8302069 \ - 19 - •w. * fr dat het microörganisme Chlorobium thiosulfatfilum is.10. A method according to claim 9, characterized in 8302069 - 19 w. * fr that the microorganism is Chlorobium thiosulfatfilum. 11. Werkwijze volgens’conclusie IÓ, met het kenmerk, dat het microörganisme Chlorobium thiosulfatofilum ATCC 17092 is.11. Process according to claim I, characterized in that the microorganism is Chlorobium thiosulfatofilum ATCC 17092. 12. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gipsoplossing wordt gevormd door gips te*laten reageren met een waterige natriumcarbonaatoplossing.12. A method according to claim 1, characterized in that the gypsum solution is formed by reacting gypsum with an aqueous sodium carbonate solution. 13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het natriumcarbonaat wordt gevormd door reactie van 10 water, CO2» NaCl en NH^.13. Process according to claim 12, characterized in that the sodium carbonate is formed by the reaction of water, CO2, NaCl and NH4. 14. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat natriumcarbonaat wordt gevormd door reactie van kool” dioxyde, zeewater en ammoniak.14. Process according to claim 12, characterized in that sodium carbonate is formed by the reaction of carbon dioxide, seawater and ammonia. 15. Werkwijze volgens conclusie 12, met het ken-15 merk, dat tenminste een deel van de energiebehoefte voor het uitvoeren van de werkwijze wordt verschaft door oxydatie van elementaire zwavel om zwavelzuur te bereiden.A method according to claim 12, characterized in that at least part of the energy requirement for carrying out the method is provided by oxidation of elemental sulfur to prepare sulfuric acid. 16. Werkwijze voor het solubiliseren van gips, met het kenmerk, dat men de gips laat reageren met een waterige 20 natriumcarbonaatoplossing.16. A method of solubilizing gypsum, characterized in that the gypsum is reacted with an aqueous sodium carbonate solution. 17. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat het natriumcarbonaat is gevormd door reactie van water, CO2» NaCl en NH^.17. Process according to claim 16, characterized in that the sodium carbonate is formed by the reaction of water, CO2, NaCl and NH4. 18. Werkwijze volgens conclusie 16, met het ken-25 merk, dat het natriumcarbonaat is gevormd door reactie van kooldioxyde, zeewater en ammoniak.18. Process according to claim 16, characterized in that the sodium carbonate is formed by the reaction of carbon dioxide, seawater and ammonia. 19. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat tenminste een deel van de energiebehoefte voor het uitvoeren van de werkwijze wordt geleverd door oxydatie van 30 elementaire zwavel ter hereiding van zwavelzuur.19. Process according to claim 16, characterized in that at least part of the energy requirement for carrying out the process is provided by oxidation of elemental sulfur to yield sulfuric acid. 20. Werkwijze voor liet bereiden van waterstofsulfide, met het kenmerk, dat men een waterige gipsoplossing vormt, en deze oplossing in contact brengt met een sulfaat-reducerend 8302069 V ; - 2ο - acetaat-verbruikend microörganisme om sulfaatanionen te reduceren en waterstofsulfide te ^ormen.20. A process for preparing hydrogen sulfide, characterized in that an aqueous gypsum solution is formed, and this solution is contacted with a sulfate-reducing 8302069 V; - 2ο - acetate-consuming microorganism to reduce sulfate anions and form hydrogen sulfide. 21. Werkwijze volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat het microörganisme wordt gekozen, uit de genus Desul- 5 fobacter.21. A method according to claim 20, characterized in that the microorganism is selected from the genus Desulfobacter. 22. Werkwijze volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat het microörganisme bestaat uit Desulfobacter postga-teii.Method according to claim 20, characterized in that the microorganism consists of Desulfobacter postgateii. 23. Werkwijze volgens conclusie 20, met het ken-10 merk, dat het microörganisme bestaat "uit Desulfobacter postga- teii ATCC 39172. 830206923. A method according to claim 20, characterized in that the microorganism consists of Desulfobacter postgatii ATCC 39172. 8302069
NL8302069A 1982-08-12 1983-06-10 METHOD FOR CONVERTING GIPS INTO ELEMENTAL SULFUR, AND FOR PREPARING SULFUR HYDROGEN. NL8302069A (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US40765982A 1982-08-12 1982-08-12
US40765982 1982-08-12
US48729183A 1983-04-28 1983-04-28
US48729183 1983-04-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8302069A true NL8302069A (en) 1984-03-01

Family

ID=27019962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8302069A NL8302069A (en) 1982-08-12 1983-06-10 METHOD FOR CONVERTING GIPS INTO ELEMENTAL SULFUR, AND FOR PREPARING SULFUR HYDROGEN.

Country Status (7)

Country Link
AU (1) AU1614983A (en)
DE (1) DE3328500A1 (en)
FR (1) FR2531974A1 (en)
GB (1) GB2125389A (en)
IT (1) IT1164400B (en)
NL (1) NL8302069A (en)
SE (1) SE8304374L (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3321515A1 (en) * 1983-06-15 1984-12-20 Uranerzbergbau- GmbH, 5300 Bonn METHOD FOR IMPLEMENTING SULFUR COMPOUNDS

Also Published As

Publication number Publication date
AU1614983A (en) 1984-02-16
GB2125389A (en) 1984-03-07
SE8304374L (en) 1984-02-13
DE3328500A1 (en) 1984-02-16
IT8322474A0 (en) 1983-08-08
GB8320489D0 (en) 1983-09-01
IT1164400B (en) 1987-04-08
SE8304374D0 (en) 1983-08-11
FR2531974A1 (en) 1984-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1294235C (en) Microbiological desulfurization of gases
JP2022081470A (en) Use of oxyhydrogen microorganisms for non-photosynthetic carbon capture and conversion of inorganic and/or c1 carbon sources into useful organic compounds
AU713615B2 (en) Sulphur reducing bacterium and its use in biological desulphurisation processes
US4666852A (en) Photosynthetic bioconversion sulfur removal
KR100395045B1 (en) Manufacturing method of L-aspartic acid
EP0579711B1 (en) Method for removing sulphur compounds from water
JPWO2008143015A1 (en) Method for producing succinic acid and ammonium succinate solution
CN110819661A (en) Method for producing volatile short-chain fatty acid by using bloom-forming cyanobacteria
US5269929A (en) Microbial process for the reduction of sulfur dioxide
BE1027695A1 (en) METHOD FOR THE PRODUCTION OF BIOMASS OR DERIVATIVES THEREOF
Kim et al. Removal of hydrogen sulfide by Chlorobium thiosulfatophilum in immobilized-cell and sulfur-settling free-cell recycle reactors
Adlercreutz et al. Oxygen supply to immobilized cells: 1. Oxygen production by immobilized Chlorella pyrenoidosa
EP0218958B1 (en) Microbiological desulfurization of gases
CN112794577A (en) Remove SO42-And Cr (VI)
NL8302069A (en) METHOD FOR CONVERTING GIPS INTO ELEMENTAL SULFUR, AND FOR PREPARING SULFUR HYDROGEN.
US4859588A (en) Production of a single cell protein
CN114685000B (en) Process method for treating high-sulfate organic wastewater
GB2612672A (en) Method of recovering nitrogen and sulfur resources through anaerobic fermentation
CN106676046B (en) Bacillus cereus and application thereof in oxidizing inorganic sulfides
EP0956272A1 (en) Process for the degradation of chlorite
Khanna et al. Microbial recovery of sulfur from thiosulfate-bearing wastewater with phototrophic and sulfur-reducing bacteria
CN114686391B (en) High-salt-tolerance bacterium and application thereof
AU3965189A (en) Process for decomposition of metal-cyano complexes using microbial enzymes
BE897493A (en) MICROBIAL CONVERSION OF THE SULFUR GYPSUM
US11530149B2 (en) Recycling of alkali sulfate rich waste water by biological pre-treatment with an extreme halophilic organism

Legal Events

Date Code Title Description
A85 Still pending on 85-01-01
BV The patent application has lapsed