Cinétique d'oxydation du fer ferreux par thiobacillus ferrooxidans en culture libre et en biofilm

Le but de cette recherche était de modéliser la cinétique d'oxydation, en continu, de solutions de sulfate ferreux par la bactérie Thiobacillus ferrooxidans. Trois souches différentes ont été étudiées, ATCC 23270, ATCC 19859 et G 15. Les expériences en culture libre submergée ont été réalisées avec des bioréacteurs de type airlift, parfaitement mélangés, de volumes nominaux de 4 litres. Un nouveau type de bioréacteur (réacteur à biofilm à fluidisation inversée) a été obtenu en ajoutant au airlift des particules de polystyrène expansé dans l'espace annulaire. La modélisation de la cinétique d'oxydation pour la culture fixée a été réalisée au cours de la croissance du biofilm sur les particules support. En culture libre, la cinétique de croissance suivait un modèle de Monod à un substrat limitant, le fer ferreux. De plus, le taux d'oxydation était directement proportionnel au taux de croissance de la biomasse. De façon spécifique, on a obtenu pour les souches ATCC 23270, ATCC 19859 et G 15: Un coefficient de rendement théorique en biomasse de 0,049 , 0,048 Kg HST/Kg <G 15). Un taux spécifique de dépérissement de la biomasse non statistiquement différent de zéro. Un taux spécifique maximum de croissance de 0,140 , 0,158 h-1 <à 30°C). Une constante du taux de moitié de 0,478, 0,288, 0,665 Kg/m3. En culture fixe, on a enregistré comme valeur maximale pour le taux volumique d'utilisation du substrat, rsu=2,62 Kg/m3 .h. Ce maximum correspond à cinq fois et demi la valeur maximale observée en culture libre. L'analyse des résultats a montré que la cinétique d'oxydation en biofilm était d'ordre zéro par rapport au fer ferreux jumelée à une cinétique de type Michaelis-Menten pour l'oxygène dissous. La diffusion de l'oxygène dans le biofilm contrôlait la vitesse de la réaction globale, des que l'épaisseur du biofilm excédait quelques microns. Les taux spécifiques maximum d'utilisation du substrat · pour les souches ATCC 23270, ATCC 19859 et 6 15, ont été évalués à: 0,0493, 0,0379 et 0,0529 Kg/Kg MST.h. Pour la souche G 15, trois épaisseurs du biofilm