Microbiological oxidation of sulfides present in refinery sour waters by fixed bed reactors

Agroup of native bacteria with a sulfide oxidation capacity was isolated at the Instituto Colombiano del Petróleo (ICP). The bacteria were immobilized in an inert inorganic support of sintered glass that was used to evaluate a fixed packed column system working in batches as well as in a continuous mode. The experiments carried out in real wastewater and in refinery sour water show high sulfide removal percentages (over 90%) both in low and high sulfide concentrations. The appropriate operation pH is in the alkaline range (8.0 to 9.0) and it decreases as the reaction proceeds. The ability of the microbial consortium to take in the ammonia nitrogen required for their metabolic activity and a possible heterotrofic nitrification, and the phenol present in the stream as a carbon source for some of the formulated strains, is demonstrated. Sulfur mass balances are carried out quantifying it as sulfates, tiosulfates, sulfide, and elementary sulfur. The effect of operational changes on the sulfide removal percentage is evaluated obtaining a quick response of the system. A kinetic analysis was carried out and the corresponding constants derived from the Michaelis-Menten equation were calculated. The maximum removal velocity and the saturation constant are Vm = 6.03-1 0 kg S/m s and Ks = 2.1325-10-4 kgS/m³.En el Instituto Colombiano del Petróleo (ICP) se aisló un grupo de bacterias nativas con capacidad bioxidadora de sulfuras. Dichas bacterias fueron inmovilizadas en un soporte inorgánico inerte de vidrio sinterizado, con el cual se evaluó un dispositivo de columna empacada de lecho fijo funcionando por lotes y en continuo. Ensayos realizados en matriz real, agua agria de refinería muestran altos porcentajes de remoción desulfuro (mayor del 90% tanto a bajas como a altas concentraciones de este compuesto. El pH óptimo de operación se encuentra en el rango alcalino (8.0 - 9.0) y se produce una disminución del mismo al tiempo que se remueve el sulfuro, de igual manera se demuestra la capacidad, por parte del consorcio microbiano, de tomar el nitrógeno amoniacal y el fenol presente en la corriente, el primero, para su actividad metabólica y posible nitrificación heterotrófica y el segundo como fuente de carbono para algunas de las cepas formuladas. Se realizan balances de masa del azufre cuantificándolo como sulfatos, tiosulfatos, sulfuro y azufre elemental. Se evalúa el efecto de cambios operacionales sobre el porcentaje de remoción de sulfuros obteniéndose una respuesta rápida del sistema. Se realiza un análisis cinético y se calculan las respectivas constantes derivadas de la ecuación de Michaelis -Menten. La máxima velocidad de remoción y la constante de saturación son Vm = 6.03-1 0 kg S/m s y Ks = 2.1325-1 O"4 kg S/m³