TEHNOLOGII DE REDUCERE A CONŢINUTULUI DE SO2 ÎN … continutului de SO2.pdf · 8 Tehnologii de...

TEHNOLOGII DE REDUCERE A CONŢINUTULUI DE SO2 ÎN VEDEREA ARDERII CĂRBUNELUI ÎN TERMOCENTRALE

TECHNOLOGIES TO REDUCE THE SO2 CONTENT OF COAL FOR COMBUSTION IN THERMAL POWER PLANTS

Carmen Mădălina CISMAŞIU

Nicolae TOMUŞ

Ştefania Elena DEÁK

Editura Universitas, 2015

Descrierea CIP a Bibliotecii Naţionale a României

CISMAŞIU, CARMEN MĂDĂLINA

Tehnologii de reducere a conţinutului de SO2 în vederea arderii

cărbunelui în termocentrale / Cismaşiu Carmen Mădălina, Tomuş Nicolae,

Deák Ştefania Elena. - Petroşani : Universitas, 2015

Bibliogr.

ISBN 978-973-741-428-1

I. Tomuş, Nicolae

II. Deák, Ştefania

622

“If you focus your mind on the freedom and community that you can build by staying firm

you will found the strength to do it”

Richard Matthew Stallman

PREFAŢĂ 5 PREFACE IN MEMORIAM OF Ioan LAZĂR, PhD 7 PROCESE DE REDUCERE A CONŢINUTULUI DE SO2 DIN CĂRBUNE 9 SO2 REDUCTION CONTENT PROCESSES OF THE COAL CRITERII PENTRU UN SISTEM PERFORMANT 12 CRITERIA FOR A SUCCESSFUL SYSTEM METODE FIZICE 14 PHYSICAL METHODS METODE MICROBIOLOGICE 16 MICROBIOLOGICAL METHODS REZULTATE 20 RESULTS PERSPECTIVE 27 FUTURE PROSPECTS RECUNOAŞTERE 29 ACKNOWLEDGMENT DISEMINARE 30 DISSEMINATION

PORTRAIT

Technologies to reduce the SO2 content of coal combustion in power plants 5

IN MEMORIAM OF

Ioan LAZĂR, PhD

Associated University Professor Adviser of PhD diploma Scientific researcher with degree I at the Romanian Academy – Institute of Biology Bucharest

(4.01.1930 – 28.01.2015)

AFFILIATION Member of Biology Romanian Society, Department of Microbiology 1955-2004 Member of National Council for Science and Technology, 1973 – 1989 Member of Scientific Council, Romanian Academy – Institute of Biology Bucharest Member of Editorial Board of the Journal of Petroleum Science and Engineering, ELSEVIER, 1987 – 1995 Member of Editorial Board of the Biotechnology, journal of the University of Agronomic Sciences and Veterinary Medicine of Bucharest, 2003 – 2014

ACADEMIC SERVICES - Associated Univerisity Professor at the “Dimitrie Cantemir” Chrisian

University, Bucharest, Romania (1990-1994) - Associated University Professor at the University of Agronomic Sciences

and Veterinary Medicine of Bucharest, Romania (1998 – 2014) - Associated University Professor at the University of Pitesti, Romania (2001 -

2014)

PROFESIONAL EXPERIENCE

- Over 55 years of professional experience in the field of research of microbiology and biotechnology: fitobacteriology, material biodeterioration, geomicrobiology (fossil fuels and ores), environment biotechnology

- Scientific Researcher with degree I and Head within the Department of Microbiology, Romanian Academy – Institute of Biology Bucharest, Romania

- Author of more than 245 scientific reports, papers published in technical journals, monographic works, 27 patents in the area of petroleum and ores microbiology and new energy resources, 6 schoolbooks

PORTRET

6 Tehnologii de reducere a conţinutului de SO2 în vederea arderii cărbunelui în termocentrale

RESEARCH AREAS

- Fitobacteriology - Bacterial taxonomy (serology-imunochemitry) - Material biodeterioration - Biosynthesis of polymers and biosurfactants - Increasing microbial oil recovery - Leaching of metals from ores - Biosorbtion of metals from solution or industrial effluents - Biotechnology of polluted environment – bioremediation

LECTURES Invited lecturer in universities:

- former Yugoslavia (1969) - Switzerland (1971, 1985, 1987) - United Kingdom (1982, 1983) - USA (1973, 1990) - Pakistan (1990) - Russian (1995) - China (1999, 2002, 2003) - Bulgaria (1997)

GRANTS AND STUDY VISITS

- Grant of Royal Society of UK, 1996 - Grant of British Petroleum – University of London, 1982, 1983 - Study visits at Research Institutes and Universities from Germany, 1985,

1987, 1988, 1990 - Study visits at Research Institutes and Universities from USA, 1973, 1984,

1986, 1990, 1992, 1993 - Study visit at Research Institutes and Universities from Hungary, 1964, - Study visit at Research Institutes and Universities from Switzerland, 1971 - Study visit at Research Institutes and Universities from Netherlands, 1971 - Study visit at Research Institutes and Universities from former Yugoslavia,

1962 - Study visits at Research Institutes and Universities from Russian, 1961,

1987, 1995 - Study visit at Research Institutes and Universities from Pakistan, 1999 - Study visits at Research Institutes and Universities from former

Cezchoslovakia and East Germany, 1961, 1993, 1994 - Study visits at Research Institutes and Universities from China, 1999, 2002,

2003

PREFACE


PREFACE

The biodiversity of acidophilic microorganisms is a very current problem for both

biological research community and for the various governmental and non-

governmental economists and politicians at public local regional and global levels.

Interest in the issue is evidenced by the existence of a number activities, research

programs and essential concerns (reports, symposium and monographs at national

and international level).

It is currently accepted that 3,5 million years, namely the appearance of life on

Earth, some microorganisms which extracted from rocks and releases metallic

elements that passed in solution a phenomenon called bioleaching, biosolubilization

or bioextraction, also other groups of microorganisms fixed and accumulated metals

a phenomenon called biosorption, bioaccumulation or biofixation.

The microbial leaching process of metals is known from the time of the

Phoenicians and Romans, who noted the presence of cooper in water drainage

mining. Since the 1980 year, the European Commission initiated and supported

biotechnological implications of acidophilic microorganisms through a program of

biotechnology funded by the European Union, involving 39 academic and university

laboratories in different countries. The main purposed of certain projects is that

based on physiological, biochemical. Ecological and genetic studies of

microorganisms present in extreme environmental conditions should be exploited

their ability to biotechnology.

In the actual content of the technical scientific revolution of the extractive

industries biotechnology it has been stated mainly in areas of special economic

interest, such as the metals biotechnology, increasing recovery of the useful

microbial products, the microbial corrosion of the various metals and the microbial

oxidation of pyrite from coal.

The microbial technology is based mainly on the activity of acidophilic

chemolithotrophic bacteria belong to the Acidithiobacillus, Leptospirillum Sulfolobus,

Acidithiobacillus – like genera, that develops in based on sulfur and iron sulphide

ores, which oxidizes in the presence of atmospheric oxygen. Other acidophilic

microorganisms accumulates and fixes metals, such as those of the Acidiphilium,

PREFAŢĂ


Alcaligeses, Sulfobacillus genera, thus participating in the formation of new metal

ores.

Microbial leaching is a hydrometallurgical process of the metals solubilization and

their separation from own mineral matrix. In this case after solubilization, the metals

are concentrated using microbiological methods. Microbial leaching was applied to

cooper industrial leaching from mineral ores and poor mining tailings and the

extraction of uranium from ores.

The oxidation of ferrous iron by the Acidithiobacillus ferrooxidans strain does not

presents an inherent interest because it is a unique process in biology and it also

has economic importance because of the environmental impact that they have kind

of processes in the natural environment.

In recent decades indicates the intense preoccupations for sulfur content in coal

for the steel industry or the energy consumption. These concerns are more acute by

the impossibility to use coal with high sulfur content in fuel economy current

circumstances of resources and raw materials worldwide. The use of microbial

technologies for extracting metals from ore, especially in the context of the late

twentieth century when mining deposits are in the process of exhaustion, it is very

important.

Coal desulphurization using microbiological processes, respectively reducing the

inorganic sulfur content, may become a sustainable technical option through

continue investigations in this domain and studying the economics of the application

on an industrial scale.

Dr. Ing. Dan Petre GEORGESCU

General Manager of R&D National Institute for Metals and Radioactive Resources INCDMRR-ICPMRR Bucharest (1999 – 2007)

SO2 REDUCTION CONTENT PROCESSES OF THE COAL


PROCESE DE REDUCERE A CONŢINUTULUI DE SO2 DIN CĂRBUNE


Cărbunele, una dintre cele mai

importante materii prime, de origine

fosilă (Kovács, 2013), este cel mai

folosit combustibil în termocentrale.

Efectele arderii cărbunelui în

termocentrale au consecinţe negative

asupra mediului prin accentuarea

efectului de seră, producerea ploilor

acide datorită emisiilor de dioxid de

sulf, precum şi prin creşterea

concentraţiei de praf, cenuşă şi fum în

atmosferă.

Reducerea SO2 din cărbune poate

avea multiple aplicaţii, în domenii ca:

protecţia mediului în fostele perimetre

miniere şi ale uzinelor de procesare a

cărbunelui, precum şi în zonele

adiacente, prin bioremedierea

mediilor contaminate cu sulfaţi şi ioni

metalici, în agricultură, în industria

alimentară, în industria chimică şi

farmaceutică şi altele (Tomuş şi

Cismaşiu, 2014).

Desulfurarea cărbunilor prin tehnici

fizice presupune înlăturarea sulfului

anorganic din cărbune şi depinde de

raportul Fe2+/S0 din compuşii minerali

prezenţi în acesta. Prin tehnici

Coal, one of the most

important fossil raw material

(Kovács, 2013), is the most used

fuel in power plants. The effects

of coal burning in power plants

have negative consequences on

the environment by enhancing

the greenhouse effect, producing

acid rain due to SO2 emissions

and increasing the concentration

of dust, ash and smoke into the

athmosphere, as well.

Reduction of SO2 from coal

can have many applications, such

as: environmental protection in

the former mining perimeters and

coal processing plants through

bioremediation of contaminated

areas with sulfates and metal

ions, agriculture, food industry,

chemistry and pharmaceutical

industries, and other (Tomuş and

Cismaşiu, 2014).

Physical techniques of coal

desulfurization involve the

removal of inorganic sulfur and

depend on the ratio Fe2+/S0 of

mineral compounds present in it.

PROCESE DE REDUCERE A CONŢINUTULUI DE SO2 DIN CĂRBUNE


microbiologice de îndepărtare a

sulfului anorganic, sub acţiunea

bacteriilor acidofile, se reduce

conţinutul de pirită din cărbune.

Eficienţa crescută a metodei

microbilogice privind desulfurizarea

cărbunelui este dependentă de

condiţiile optime de creştere a

bacteriilor.

Procedeul microbiologic de

îndepărtare a sulfului anorganic din

cărbune necesită un echipament

simplu, cantitate redusă de reactivi,

dar un timp îndelungat de tratare a

apei ce rezultă din acest proces,

deoarece are conţinut ridicat de sulfat

feros.

Procedeul microbiologic este

fezabil în reactoare atunci când

dimensiunea particulei este sub 0,5

mm. La dimensiuni ale particulelor

mai mari de 0,5 mm cărbunele poate

fi tratat în grămezi (Klein, 1998).

Depiritizarea microbiană este

definită ca o reducţie catalizată

biologic în complexitatea

elemenetelor chimice. Produsul final

al acestei reacţii depinde de

transformările biologice şi fizice la

care este expus cărbunele:

mineralizare, granulometrie,

bioacumulare, polimerizare sau co-

metabolism.

După aplicarea procedeului clasic

de procesare a cărbunelui şi

solubilizare bacteriană naturală

rezultă ape reziduale ale cărbunelui

Microbilogical techniques of

removing inorganic sulfur, due to

action of acidophilic bacteria,

decrease the pyrite content of

coal. The increased efficiency of

the coal microbiological

desulphurization method is

dependent on optimal conditions

for the bacteria growth.

The microbiological procedure

of inorganic sulfur removal from

coal requires simple equipment,

low quantity of reagents, but a

long time treatment of water

resulting from this process

because it has a high content of

ferrous sulphate.

The microbiological process is

feasible in the reactor when the

particle size is less than 0.5 mm.

Coal particle size greater than 0.5

mm can be treated into piles

(Klein, 1998).

Microbial depyritization is

defined as a biological catalysis

reduction in the complexity of

chemical sectional elements. The

final product of this reaction

depends on the biological and

physical transformations of coal:

mineralization, grading, bio-

accumulation, polymerization or

co-metabolism.

After applying the classical

coal processing and natural

bacterial leaching, the coal waste

waters, full of metallic ions,



pline cu ioni metalici. Sulful disponibil

în cărbune este fie parte a structurii

moleculare a cărbunelui, cum ar fi

pirita (FeS2), fie apare în cantităţi mici

sub formă de sulfat şi sulf elementar

(Klein, 1998, Prayuenyong, 2002).

Comunităţile microbiene evidenţiate în

astfel de medii includ atât grupa

microorganismelor chemotrofice,

implicate în procesele de

biosolubilizare a metalelor, cât şi

grupa de microorganisme heterotrofe

implicate în procesele de biofixare şi

bioacumulare a ionilor metalici.

Dezvoltarea unor astfel de procese

biotehnologice, bazate în principal pe

activitatea microorganismelor

demonstrează eficienţa bioremedierii

mediului poluat cu deşeuri solide şi

substanţe toxice, (Cismaşiu, 2009).

Au fost analizate probe de huilă din

Valea Jiului, lignit din Bazinul Olteniei

şi ape reziduale din avalul depozitelor.

results. The sulfur found is either

part of the coal molecular

structure, such as pyrite (FeS2),

or occurs in small quantities as

elemental sulfur and sulfate

(Klein, 1998, Prayuenyong,

2002). Microbial communities

highlighted in such environments

include both chemotrophic

microorganisms group, involved

in the metals bioleaching process

and heterotrophic group involved

in bioaccumultion and biofixation

processes of metal ions. The

biotechnological processes based

mainly on the microorganisms

activity proves the bioremediation

effectiveness of polluted areas by

solid waste and toxic substances

(Cismasiu, 2009).

Samples of hard coal from Jiu

Valey, lignite from Oltenia Basin,

and waste waters were analyzed.

BIBLIOGRAFIE REFERENCES Cismaşiu, C. M., 2009. The acidophilic microorganisms diversity present in lignite

and pit coal from Paroseni, Halânga, Turceni mines, The Annals of Oradea University, Biology Fascicle, ISSN 1224-5119, XVI/2, p. 60-65

Cismaşiu, C. M., 2010. The taxonomic and physiologic diversity of the acidophilic chemolithotrophic bacteria of the genus Thiobacillus used in ores solubilization processes, Trav. Inst. Spéol. «Émile Racovitza», XLIX, p. 97–112

Kovács, F., 2013. Do climatic causes justify primary fuel rates in eletricity production?, Editorial, Buletin CENTIREM, ISSN 1584-1605, 7, p. 3–16

Klein, J., 1998. Technological and economic aspects of coal biodesulfurisation. Biodegradation, ISSN 0923-9820, 9, p.293-300

Prayuenyong, P., 2002: Coal biodesulphurization processes, Songklanakarin J. Sci. Technol., ISSN 015-3395, 24, p. 493-507

Tomuş, N., Cismaşiu, C. M., 2014. Clean technology for coals desulphuration to reduce SO2 emission from their burning in thermal power plants, Buletin CENTIREM, ISSN 1584-1605, 8, p. 60–64

CRITERII PENTRU UN SISTEM PERFORMANT


CRITERII PENTRU UN SISTEM PERFORMANT

CRITERIA FOR A SUCCESSFUL SYSTEM

În compoziţia cărbunelui, cel mai

adesea, sulful poate fi identificat sub

două forme: anorganică (pirită sau

marcasită) şi în complexe sulfurice

organice (pirită) şi alte sulfuri metalice

cu ioni solubili (Malik şi colab.., 2001).

Solubilizarea piritei (şi în scopul

desulfurizării) a fost intens studiată la

bacteriile Gram - negative

chemolitotrofe Acidithiobacillus (A.)

ferrooxidans, care utilizează fie ionii

metalici, fie reducerea compuşilor

anorganici de sulf ca singură sursă de

energie (Acharva şi colab., 2004).

Reacţia, dezvoltată în timpul

procesului de solubilizare a piritei, a

fost caracterizată ca un mecanism de

oxidare directă sau indirectă a

substratului anorganic de către

bacteriile chemolitotrofe acidofile care

aparţin genului Acidithiobacillus,

(Johnson, 1999).

O desulfurare reuşită necesită o

atenţie deosebită a parametrilor

biologici (microorganisme şi nutrienţi

specifici), (Monticello şi Finnerty,

1985), mediului fizic (pH, potenţial

redox, temperatură), cărbunelui şi

Most of the sulfur in coal

occurs in two forms: inorganic

(iron pyrite or marcasite) and

organic complexes sulfide (pyrite)

and other metal sulfides with

soluble ions, (Malik et al., 2001).

Pyrite solubilization has been

widely studied in the Gram-

negative chemolithotrophic

Acidithiobacillus (A). ferrooxidans

which uses either ferrous iron or

reduced inorganic compounds

with sulfur as a sole energy

source (Acharva et al., 2004).

The reactions involved in

pyrite solubilization have been

characterized as direct or indirect

mechanisms for oxidation of the

inorganic substrate using the

acidophilic chemolithotrophic

bacteria of the Acidithiobacillus

genus, (Johnson, 1999).

Successful desulphurization

requires attention to biological

parameters (microorganisms and

selective nutrient), (Monticello

and Finnerty, 1985), control of the

physical environment (pH,

CRITERIA FOR A SUCCESSFUL SYSTEM


sursei de provenienţă a acestuia

(Klein, 1998).

Cele mai bune rezultate ale

desulfurării cărbunelui s-au obţinut

prin folosirea combinată a culturilor

Acidithiobacillus thiooxidans şi

Acidithiobacillus ferrooxidans.

Prezenţa altor specii în culturile de

desulfurare s-au dovedit utile în

creşterea nivelului şi randamentului

de desulfurizare a cărbunelui.

Unele dintre aceste specii (inclusiv

specii ale bacteriilor heterotrofe) pot

metaboliza, de asemenea, fragmente

simple de sulf organic, prin

îndepărtarea unui procent redus de

sulf organic rămas în matricea

cărbunelui, (Cismaşiu ş.a., 2007).

temperature, redox potential),

coal and its source, (Klein, 1998).

The best results of coal

desulfurization have been

obtained with mixed cultures of A.

thiooxidans and A. ferrooxidans.

The presence of other species in

the desulfurizing culture has

proven useful in increasing the

level and rate of coal

desulfurization.

Some of these species

(including heterotrophic bacteria)

may also metabolize organic

sulfur moieties, thus degrading a

small percentage of the organic

sulfur remaining in coal matrix,

(Cismasiu et al., 2007).

BIBLIOGRAFIE REFERENCES Acharva, C., Kar, R.N., Sukla, L.B., 2004. Microbial desulfurization of different coals,

Appl. Biochem. Biotechnol., ISSN 0273-2289, 118 (1-3), p. 47-63. Cismaşiu C.M., Teodosiu Popescu G., Cojoc L.R., Ciobanu L., 2007.

Desulphurization coal with microbiological procedures. Capacity Building on the

Ecomining Principle, edited by Stefania E. Deák György Deák p. 402-411. Johnson, D.B., 1999. Importance of microbial ecology in the development of new

mineral technologies, Biohydrometallurgy and the Environment toward the Mining of the 21

st Century – Part B, Procc. Int. Biohydrometallurgy Symp. ISBN 978-0-

444-50193-6, eds. R. Amils and A. Ballester, Madrid, Spain, p. 645-656 Klein, J., 1998. Technological and economic aspects of coal biodesulfurisation.

Biodegradation, ISSN 0923-9820, 9, p.293-300 Malik, A., Dastidar, M.G., Roychoudhury, P.K., 2001. Biodesulphurization of coal:

mechanism and rate limiting factors, J. Environ. Sci Health A Tox Hazard Subst Environ Eng., ISSN 1093-4529, 36 (6), p. 1113-28

Monticello, D.J.,Finnerty W.R.,1985. Microbial desulfurization of fossil fuels, Ann. Rev.Microbiol, 39, p. 371-389

METODE FIZICE


METODE FIZICE

PHYSICAL METHODS

Desulfurarea cărbunilor prin

procedee fizice, cu impact pozitiv în

protecţia mediului înconjurător (Deák

ş.a., 2005), se referă la punerea în

libertate a minereurilor purtătoare de

sulf, prin măcinarea avansată

(Zlăgnean ş.a., 2007) a cărbunilor la o

fineţe granulometrică maximă de 300

microni, dimensiunea medie a

materialului fiind de cca. 100 microni.

Ponderea cea mai mare a

granulelor de cărbune luat în analiză

este cuprinsă în 50 ÷ 200 microni, fig.1,

(Tomuş ş.a., 2008).

Desulfurization of coal by

physical processes with positive

environmental impact (Deák et al.,

2005), refers to the release of

sulfur-bearing ores by advanced

milling (Zlagnean et al., 2007) of

coal at a fine grain size of 300

microns; the average size of the

material being usually about 100

microns.

The largest percentage of grain

size is 50 ÷ 200 microns, for the

analyzed coal samples, see fig. 1,

(Tomus et al., 2008).

Fig. 1 Analiza granulometrică a cărbunelui măcinat / Granulometric analysis of milled coal

Pentru măcinarea avansată a

cărbunelui s-a folosit moara

centrifugală Retsch ZM 200, fig. 2.

For advanced coal grinding,

the Retsch ZM 200 centrifugal mill

was used, fig.2. nnnnnnnnnnnnnn

PHYSICAL METHODS


Eliminarea sulfului din cărbune s-a

realizat prin procedee de separare

magnetică în câmp intens în mediu

uscat (fig. 3 şi 4) şi umed (fig. 5) prin

separare hidrogravitaţională (Tomuş şi

Cismaşiu, 2014).

Coal removal sulfur was achieved

by magnetic separation processes

of intense field in dry and wet

conditions (fig. 3 and 4) and

hydrogravitational separation, (fig.

5), (Tomuş & Cismaşiu, 2014).

Fig. 2 Moara centrifugală Retsch ZM 200 / Retsch ZM 200 Centrifugal mill

Fig. 3 Separator magnetic tip Leneigrad / Leningrad magnetic separator

Fig. 4 Separator magnetic tip Carpco / Carpco magnetic separator

Fig. 5 Masa de concentrare Wedag / Wedag mass concentrator

BIBLIOGRAFIE REFERENCES Deák, Gy., Baican G., Deák, Şt. E., 2005. Environmental impact of mining and

mineral processing in the EU related to Romania, Environmental friendly policy in mining activities – Proceedings of the First International Seminar: ECOMINING – Europe in the 21st Century, ISBN 973-7681-03-7, eds. Şt. E. Deák and Gy. Deák, Sovata, Romania, p. 29-40

Tomuş, N. ş.a., 2008. Tehnologie curată pentru desulfurizarea cărbunilor în scopul reducerii emisiilor de SO2 la arderea lor în termocentrale, Contr. CEEX 606/2005, Faza 4: Elaborarea tehnologiei de desulfurizare a cărbunilor. Aspecte economice, INCDMRR-ICPMRR Bucureşti

Tomuş, N., Cismaşiu, C. M., 2014. Clean technology for coals desulphuration to reduce SO2 emission from their burning in thermal power plants, Buletin CENTIREM, ISSN 1584-1605, 8, p. 60–64

Zlăgnean, M., Deák, Gy., Deák, Şt. E., Seprödi, Z., 2007. Salt refinement on eco-processing principle, Proceedings of the XII balkan Mineral Processing Congress – BMPC 2007, ISBN 978-960-89228-9-1, ed. G. N. Anastassakis, Delphi, Greece, p.701-705

METODE MICROBIOLOGICE



MICROBIOLOGICAL METHODS

Izolarea sulfului moderat acidofil

termofil – cu bacterii oxidante de tipul

Acidithiobacillus, s-a efectuat într-un

mediu Waksman (caracterizat printr-un

pH cu valoarea de 4,0) şi într-un mediu

Starkey (caracterizat printr-un pH cu

valoarea de 5,5) cu substrat nutritive şi

substrat energetic format din sulf şi

tiosulfat.

Prezenţa acestor bacterii determină

oxidarea atât a sulfului, cât şi

tiosulfatului, având ca rezultat

descreşterea pH-ului sub nivelul de 4,0

din valoarea iniţială a acestuia,

(Cismaşiu, 2010, Cismaşiu şi colab.,

2015).

Bacteriile chemolitice fier – oxidante

aparţin genului Acidithiobacillus izolate

din perimetrele cu ape miniere

reziduale acide şi sedimente miniere

care conţin metale grele în concentraţii

foarte ridicate, cum sunt cele care

provin de la Baia (judeţul Tulcea, fig. 6)

şi cele de la Valea Seşei (judeşul Alba,

fig. 7), (Cismaşiu, 2010).

Pentru a obţine populaţii de

Acidithiobacillus ferrooxidans din

aceste probe s-a folosit un mediu de

The isolation of the moderate

termophilic acidophilic sulphur -

oxidizing bacteria of the

Acidithiobacillus type, it was

carried out in the Waksman

medium (4.0 pH) and Starkey

medium (5.5 pH) with sulphur and

thiosulphate as nutritive and

energetic substratum.

The presence of these bacteria

determines the oxidizing both the

sulphur and the thiosulphate,

having as a result the decrease

under 4.0 of the initial pH value,

(Cismasiu, 2010, Cismasiu et al.,

2015).

The chemolithotrophic iron-

oxidizing bacteria belongs to the

Acidithiobacillus genus isolated

from acid waters, mine sediments

containing high concentrations of

heavy metals from Baia (Tulcea

County, fig. 6) and Valea Sesei

(Alba County, fig. 7), (Cismasiu,

2010).

In order to obtain populations of

A. ferrooxidans from these

samples, selective liquid culture



cultură cu lichid selectiv 9K (mediu

mineral cu pH de 2.5), în care

substratul energetic a fost reprezentat

de sulfat feros, utilizat la concentraţia

optimă de 43,22 g/l, ceea ce

corespunde unei concentraţii de 8,6 g/l

Fe2+. Pentru a realiza izolarea tulpinilor

s-a utilizat mediul agarizat 9K. Coloniile

izolate, care apar reprezentate în

figurile 6 şi 7, se disting prin culoarea

roşu brun, (Cismaşiu, 2004, Cismaşiu

şi colab.., 2009).

medium 9K (mineral medium with

a pH of 2.5) it was used, in which

the energetic substratum was

represented by the ferrous

sulphate in the optimum

concentration of 43.22 g/l, which

corresponds to 8.6 g/l Fe2+. To

isolate strains it was used the 9K

agared medium. Isolated colonies

obtained are colored in brownish

red, (Cismasiu, 2004, Cismasiu et

al., 2009).

Fig. 6 Probă din Valea Seşei (Judeţ Alba) / Sample from Valea Sesei (Alba County)

Fig. 7 Probă din Baia (Judeţ Tulcea) / Sample from Baia (Tulcea County)

Prin această tehnică au fost izolate

10 tulpini şi 8 populaţii de A.

ferrooxidans. În experimentele de

desulfurizare bacteriană a diferitelor

tipuri de cărbune, în care s-au folosit

culturi de A. ferrooxidans, probele de

huilă au provenit de la mina Paroşeni

(judeţul Hunedoara), termocentrala

Turceni (judeţul Gorj), termocentrala

Mintia (judeţul Hunedoara) şi probele

de lignit de la mina Halânga (judeţul

Mehedinţi). În aceste experimente de

desulfurare, s-a realizat pentru cărbune

un raport solid / lichid de 1 ÷ 5 g/100 ml

mediu Leathen, granulometria

cărbunelui fiind de 0,75 mm.

Using these technique 10

strains and 8 populations of A.

ferrooxidans were isolated. In the

experiments of bacterial

desulphurization of different coal

by the cultures of A. ferrooxidans

were used: hard coal from

Paroseni mine, Turceni power

plant, Mintia power plant and

lignite from Halanga mines, as

well. In these experiments of

biodesulfurization coal it was used

the report solid / liquid of 1 ÷ 5

g/100 ml in the Leathen medium,

the granulometry of the coal in the

experiment being of 0.75 mm.



Experimentele de testare a bio-

desulfurizării probelor de cărbune s-au

efectuat în pahare Erlenmeyer (75 ml)

cu 90 ml din mediul specific şi 10 ml

inoculant, în vârstă de 7 zile. Culturile

bacteriene au fost ţinute la incubator la

temperatura de 280C, pe un agitator

rotativ, pentru o perioadă de 28 de zile,

la 150 rot/min, (Cismaşiu, 2010).

În cadrul experimentelor de

desulfurizare s-au folosit culturi

bacteriene de A. ferrooxidans (9

populaţii), selectate pe baza rezistenţei

lor la concentraţii foarte ridicate de fier

feros (18 g/l Fe2+), Cu2+ and Zn2+ (5000

ppm), (Cismaşiu, 2004, 2010).

Referitor la creşterea eficienţei

procesului de biodesulfurizare a

cărbunelui, experimentele au fost

însoţite de martori chimici şi martori

biologici (pentru populaţia P3, care s-a

distins prin toleranţă scăzută la ioni

metalici). La sfârşitul perioadei de

experimentare s-a determinat

greutatea diminuată a diferitelor

eşantioane de cărbune, ca urmare a

acţiunii exercitate de culturile de A.

ferrooxidans, care oxidează sulful

insolubil în sulfat solubil.

The experiments of testing the

coal biodesulfurization was made

in Erlenmeyer glasses (750 ml)

with 90 ml specific medium and 10

ml inoculums aged 7 days. The

bacterial cultures were incubated

at 280C, on the rotational shaker,

for 28 days at 150 rpm, (Cismasiu,

2010).

In coal desulphurization tests A.

ferrooxidans bacterial cultures (9

populations) were used, selected

for their resistance to high

concentrations of ferrous iron (18

g/l Fe2+), Cu2+ and Zn2+ (5000

ppm), (Cismasiu, 2004, 2010).

Regarding the study of raising

the efficiency of the coal

biosulfurization process, the

experiments were accompanied by

chemical and biological controls

(the P3 population - with a low

resistance to metal ions). At the

end of the experimental period it

was determined the diminished

weight of the different coal under

the action of A. ferrooxidans

cultures, which oxidized sulphur

into soluble sulphate.



BIBLIOGRAFIE REFERENCES Cismaşiu, C. M., 2004. The study of acidophilic microbiota from industrial effluents

with acid pH (2.0-4.0) and high concentrations of metallic ions. PhD Thesis, Institute of Biology, Romanian Academy, 300 p, www.ibiol.ro

Cismaşiu, C. M., Popescu-Teodosiu, G., Cojoc, L. R., Ciobanu, L, 2007. Desulphurization coal with microbiological procedures, Capacity Building on the ECOMINING Principles – Proceedings of the Second International Seminar: ECOMINING – Europe in the 21st Century, ISBN 978-973-741-071-9, eds. Şt. E. Deák and Gy. Deák, Sovata, Romania, p. 403-410

Cismaşiu, C. M., Popescu, G., Dumitru, L., Văcăroiu, C., Cojoc, R., Merciu, S., Monea. M., Botez, A., Militaru, C., 2009. Microorganisms involved in the desulphurization process of coal from Turceni and Paroseni mines, Proceedings of the XIII Balkan Mineral Processing Congress, vol. II, ISBN 978-973-677-161-3, eds. S. Krausz, L. Ciobanu, N. Cristea, V. Ciocan, G. Cristea, Bucharest, Romania, p. 642-649

Cismaşiu, C. M., 2009. The acidophilic microorganisms diversity present in lignite and pit coal from Paroseni, Halânga, Turceni mines, Analele Universităţii din Oradea, Fascicula Biologie, Tom. XVI / 2, p.60-65

Cismaşiu, C. M., 2010. The taxonomic and physiologic diversity of the acidophilic bacteria of the genus Thiobacillus used in ores solubilization processes, Trav. Inst. Spéol. ‹‹Émile Racovitza››, t. XLIX, p. 97-112, Bucarest

Cismaşiu, C. M., 2010. The acidophilic chemolitropthic bacteria involved in the desulphurization process of lignite and pit coal from Halanga, Mintia and Petrila mines, Romanian Biotechnological Letters, Vol. 15, No. 5, p. 5602-5610.

Cismaşiu, C. M., Cioboiu O., Cîrstea D.M., Pahontu J.M., Stefanescu M.C., 2015. Structural and functional characteristics of microorganisms involved in processes of metal ions controlled bioreduction in order to reconstruct biocenotic structure. The Scientific International Conference „The Museum and Scientific Research”, Craiova, vol.2, Tom 31, ISSN 1454-6914, p. 176-162.

http://www.ibiol.ro/

REZULTATE


REZULTATE

RESULTS

În urma testelor privind posibilităţile

de desulfurizare a cărbunilor prin

procedee fizice se pot reţine

următoarele rezultate. Pentru punerea

în libertate a mineralelor cu sulf

anorganic (sulfuri, sulfaţi) s-a procedat

la o măcinare avansată a cărbunilor,

obţinându-se o granulometrie medie a

materialului de 100 microni, cu o fineţe

maximă de 300 microni şi cu ponderea

cea mai ridicată a claselor

granulometrice din intervalul 50 ÷ 200

microni.

Testele de eliminare a sulfului s-au

realizat prin procedee de separare

magnetică în câmp intens, în mediu

uscat şi în mediu umed au permis o

eliminare a sulfului anorganic din

cărbune, astfel:

- aproximativ 10% în cazul huilei

provenită de la Paroşeni (judeţul

Hunedoara),

- aproximativ 10% în cazul lignitului

provenit de la Turceni (judeţul

Gorj),

- aproximativ 38% în cazul lignitului

de la termocentrala Halânga

(judeţul Mehedinţi).

After testing the coal

desulfurization possibilities by

physical processes, the following

results are relevant. An advanced

milling of the coal was performed

to release the minerals with

anorganic sulfur (sulfides,

sulfates), for the material average

granulometries of 100 microns,

material average fineness of 300

microns and the largest weight of

material being between 50 and

200 microns.

Tests of sulfur removal by

magnetic separation processes in

intense field in dry and wet

conditions allowed an inorganic

sulfur removal of from coal, as

follows:

- about 10% for hard coal of

Paroseni thermal power plant

(Hunedoara County),

- about 10% for lignite of

Turceni thermal power plant

(Gorj County),

- about 38% for lignite of

Halanga thermal power plant

(Mehedinti County).

RESULTS


Prin procedeul de separare

magnetică se elimină şi o parte din

mineralele anorganice cu fier feros din

cărbune, fapt observat prin creşterea

conţinutului de ppc (pierderi prin

calcinare) la fiecare sort.

La separarea hidrogravitaţională se

poate constata o extracţie a sulfului

anorganic de aproximativ 25 ÷ 30 % în

concentratul şi mixtele rezultate în

urma separării. În acest caz se

remarcă şi o îmbunătăţire a calităţii

cărbunelui în sensul creşterii

conţinutului de ppc în sterilul mesei,

dar şi o pierdere de cărbune în mixtul 2

de la separarea gravitaţională de până

la 15 ÷ 20 %.

În urma testelor privind posibilităţile

de desulfurizare a cărbunilor prin

procedee microbiologice s-au obţinut

următuarele rezultate.

Rezultatele comparative privind

eficienţa biooxidării sulfului anorganic

din huilă / lignit la raporturile solid/lichid

testate, în prezenţa culturilor

bacteriene de A. ferrooxidans au

ilustrat că populaţia P7 a biooxidat

procentele cele mai mari de sulf

anorganic.

Creşterea cantităţii de cărbune de la

5 g la 10 g a determinat creşterea

eficienţei oxidării bacteriene a

cărbunelui, fapt evidenţiat prin

solubilizarea unor procente crescute de

sulf anorganic, care ajung la 66 % la

huilă şi 78 % la lignit.

By magnetic separation

process a part of the inorganic

minerals with ferrous iron from coal

is also removed; one can notice

the increase of the losses through

calcination (ppc) for each sort.

Hydrogravitational separation

has an inorganic sulfur extraction

of about 25 ÷ 30 % in the

concentrate and resulted

composite. In this case, a better

quality of coal, in terms of ppc

content increasing in the sterile

mass, is also noticed as well as a

loss of coal in the mix 2, up to 15 ÷

20 %, as result of gravity

separation.

After testing the coal

desulfurization possibilities by

microbiological processes, the

following results are relevant.

The comparative inorganic

sulfur biooxidation efficiency of

hard coal / lignite at tested solid /

liquid ratio, in the presence of A.

ferrooxidans, have shown that the

P7 population biooxidized the

highest percentage of inorganic

sulfur.

The carbon amount increasing

from 5 g to 10 g efficiencies the

bacterial oxidation of coal,

demonstrated by the solubilization

high percentage of inorganic

sulfur, which amount 66 % for hard

coal and 78 % for lignite.

REZULTATE


În experienţele de oxidare a

cărbunelui cu culturi de A. ferrooxidans

se observă o diferenţă semnificativă

între procentele de biooxidare a sulfului

anorganic ale celor trei eşantioane de

concentrate, fapt evidenţiat de

concentraţia de sulf existent în

cărbune.

Astfel, la un conţinut de solid de 2 ÷

3 g/100 ml în tulbureală, cantităţiile

cele mai crescute de sulf anorganic

oxidat în cărbune (58,72 % ÷ 77,10 %)

s-au obţinut în prezenţa populaţiei P7.

Biooxidarea sulfului anorganic din

lignit (mina Halânga) şi din huilă

(termocentrala Mintia) pentru valori

diferite ale raportului solid / lichid (5

g/100 ml ÷ 10 g/100 ml) în prezenţa

culturilor bacteriene de A. ferrooxidans

în condiţii de agitare continuă sunt

prezentate figurile 8, (Cismaşiu ş.a.,

2007, 2015).

Adaptarea populaţiei de A.

ferrooxidants la concentraţii mai mari

de sulfat feros (18 g/l Fe2+) a

determinat o eficienţă mai mare a

desulfurizării lignitului, cu valori

cuprinse între 63,10 şi 88,46 %. De

asemenea, creşterea raportului solid /

lichid de la 5 g/100 ml la 10 g/100 ml a

detremniat creştere a eficienţei

procesului de biodesulfurizare a

cărbunelui cu 57,30 ÷ 76,41 % pentru

huilă şi 72,21 ÷ 82,50 % pentru lignit.

The coal oxidation tests with A.

ferrooxidans cultures show a

significant difference between the

percentages of bio-oxidation of

inorganic sulfur in the three types

of concentrates, as evidenced by

the concentration of existing sulfur

coal.

Thus, at a solids content of 2 ÷

3 g/100 ml of slurry, the highest

amounts of oxidized inorganic

sulfur of coal (58.72 % ÷ 77.10 %)

is due to the P7 population.

Figures 8 show the sulfur bio-

oxidation of lignite (Halanga mine)

and hard coal (Mintia thermal

power plant) for different values of

the solid / liquid ratio (5 g/100 ml ÷

10 g/100 ml) in the presence of A.

ferrooxidans bacterial cultures,

under continuous agitation,

(Cismaşiu et al, 2007, 2015).

Adaptation of A. ferrooxidans

population at higher ferrous

sulfate concentration (18 g/l Fe2+)

determined a higher efficiency of

lignite desulphurization between

63.10 ÷ 88.46%. Also, raising the

solid / liquid ratio from 5 g/100 ml

to 10 g/100 ml determined the

increasing of the coal

biodesulphurization efficiency of

57.30 ÷ 76.41 % for hard coal

and 72.21 ÷ 82.50 % for lignite.

RESULTS


Fig. 8 Rezultatele comparative privind corelaţia dintre pierderea masică a cărbunelui şi conţinutul de sulf anorganic în prezenţa populaţiei de A. ferrooxidans /

Comparative results: coal mass loss vs. inorganic sulphur content by A. ferrooxidans population activity

Analizele comparative privind

eficienţa testelor de biooxidare a

sulfului anorganic din lignit la un raport

de solid/lichid între 5 ÷ 10 g/100ml în

prezenţa populaţiilor de A. ferrooxidans

au arătat că cele mai ridicate procente

de desulfurizare a cărbunelui au fost

obţinute în prezenţa populaţiei P7 care

a oxidat sulful din cărbune în proporţie

de 63,10 ÷ 82,50 %.

Rezultatele comparative, privind

eficienţa procesului de desulfurizare a

cărbunelui în prezenţa culturilor

bacteriene de A. ferrooxidans, au

indicat faptul că populaţia P7 (cu

rezistenţă crescută la FeSO4) a oxidat

cele mai mari procente de sulf din huilă

(54,78 ÷ 63,10 %), (Cismaşiu, 2010,

2015).

The comparative analyses of

the inorganic sulfur biooxidizing

efficiency from coal at solid / liquid

ratios of 5 ÷ 10 g/100 ml in the

presence of the A. ferrooxidans

populations showed the highest

percentages of desulphurization in

the presence of the P7 population

which oxidized the sulfur from the

coal in range of 63.10 ÷ 82.50 %.

The comparative results of the

lignite desulphurization efficiency

in the presence of A. ferrooxidans

bacterial cultures illustrated that

the P7 population (with higher

resistance at FeSO4) oxidized the

highest percentages of sulfur from

hard coal (54.78 ÷ 63.10 %),

(Cismaşiu, 2010, 2015).

REZULTATE


Culturile A. ferrooxidans, utilizate în

experimentele de biooxidare a sulfului

anorganic din probele de cărbune de la

Turceni şi Paroşeni, au fost selectate

pe baza capacităţii lor de a oxida sulful

anorganic în prezenţa unor cocentraţii

ridicate de ioni metalici. Astfel, în

vederea creşterii eficienţei procesului

de desulfurizare bacteriană a

cărbunelui, populaţia P9 de A.

ferrooxidans se consideră tulpină de

referinţă, datorită sensibilităţii crescute

la concentraţii ridicate de sulfat de fier

(10 ÷ 18 g/l) din mediul de cultură.

Biooxidarea sulfului anorganic la cele

două probe de cărbune, de la Paroşeni şi

Turceni, la diferite raporturi solid / lichid

(5 ÷ 10 g/100 ml), în prezenţa culturilor

de A. ferrooxidans în condiţii de agitare

continuă sunt prezentate în figurile 9,

(Cismaşiu, 2009).

The A. ferrooxidans cultures,

used in tests of inorganic sulfur

bio-oxidizing for two coal types

(Turceni, Paroseni) were selected

for their capacity to oxidize the

inorganic sulfur in the presence of

metal ions higher concentrations.

In order to raise the efficiency of

the coal bacterial desulphurization

process, the P9 population of A.

ferrooxidans is a reference strain,

due to its sensitivity at high

concentrations of ferrous sulphate

(10 ÷ 18 g/l) in the culture medium.

The inorganic sulfur biooxidizing

of two coal types at different solid /

liquid ratios (5 ÷ 10 g/100 ml) in the

presence of A. ferrooxidans cultures

and continuous stirring are

presented in Figures 9, (Cismaşiu,

2009).

Fig. 9 Rezultate comparative privind pierderea de masă în conţinutul de cărbune şi sulf anorganic prin activitate microbiană (populaţie A. ferrooxidans) /

Comparatively results regarding the loss of coal mass and inorganic sulphur content by microbial activity (A. ferrooxidans populations)

RESULTS


După experimentarea biooxidării

sulfului anorganic din concentratul de

cărbune, la densitatea solidului de 5

g/100 ml şi 5 g/100 ml, s-a observant

că poplaţia P7 a determinat o eficienţă

mai mare de desulfurizare în cărbune,

în acelaşi interval de timp, ca o

consecinţă a toleranţei crescute a

acestor culturi bacteriene pentru ionii

metalici de tip Fe2+, Cu2+ şi Zn2+ în

soluţie.

Experimentele de desulfurizare a

cărbunelui cu ajutorul culturilor A.

ferrooxidans la diferite raporturi solid /

lichid au arătat faptul că la un conţinut

de solid de 5 g/100 ml şi 10 g/100 ml s-

a obţinut o eficienţă ridicată a bio-

oxidării sulfului din cărbune, atingând

valori de 75 ÷ 95 %.

Analizele comparative privind

eficienţa testelor de biooxidare a

sulfului anorganic din huilă de la

Turceni, la un raport de solid/lichid

între 5 ÷ 10 g/100ml în prezenţa

populaţiilor de A. ferrooxidans au arătat

că cele mai ridicate procente de

desulfurizare a cărbunelui au fost

obţinute în prezenţa populaţiei P7 care

a oxidat sulful din cărbune în proporţie

de 60 ÷ 95 %, (Cismaşiu ş.a., 2009,

2015).

After the inorganic sulfur bio-

oxidation testing, for the coal

concentrate at the solid density of

5 g/1 00 ml and 8 g/100 ml, the P7

population has determined a

higher coal desulphurization

efficiency in the same time interval,

a consequence of the higher

tolerance of these bacterial

cultures to metal ions of Fe2+, Cu2+

and Zn2+ in solution.

The coal desulphurization

experiments with A. ferrooxidans

cultures for different solid / liquid

ratios showed that a solid density

of 5 g/100 ml and 10 g/100 ml it

get a higher efficiency of sulfur

biooxidizing from coal, getting

percentages of 75 ÷ 95 %.

The comparative analyses of

inorganic sulfur biooxidizing

efficiency of the Turceni hard coal

at solid / liquid ratios between 5 or

10 g/100 ml, in the presence of the

A. ferrooxidans populations,

showed the highest percentages of

coal desulphurization in the

presence of the P7 population,

oxidizing the inorganic sulfur from

coal at a rate of 60 ÷ 95 %,

(Cismaşiu et al., 2009, 2015).

REZULTATE


BIBLIOGRAFIE REFERENCES Cismaşiu, C. M., 2007. Desulphurization coal with microbiological procedures,

Capacity Building on the ECOMINING Principles – Proceedings of the Second International Seminar: ECOMINING – Europe in the 21st Century, ISBN 978-973-741-071-9, eds. Şt. E. Deák and Gy. Deák, Sovata, Romania, p. 403-410

Cismaşiu, C. M., Popescu, G., Dumitru, L., Văcăroiu, C., Cojoc, R., Merciu, S., Monea. M., Botez, A., Militaru, C., 2009. Microorganisms involved in the desulphurization process of coal from Turceni and Paroseni mines, Proceedings of the XIII Balkan Mineral Processing Congress, vol. II, ISBN 978-973-677-161-3, eds. S. Krausz, L. Ciobanu, N. Cristea, V. Ciocan, G. Cristea, Bucharest, Romania, p. 642-649

Cismaşiu, C. M., 2015. Biochemical features of acidophilic bacteria involved in the biodegradation process of organic and inorganic compounds. In: Scientific Bulletin, Series F. Biotechnologies , vol. XIX, University of Agronomic Sciences and Veterinary Medicine of Bucharest „Agriculture for Life, Life for Agriculture”, ISSN 2285-1364, p. 213-218.

Cismasiu, C.M., Pahontu, J.M., Stefanescu, M.C., Cirstea, D.M., 2015. Researches concerning the efficiency of microorganisms involved in the development of biotechnologies to reduce the concentrations of heavy metallic ions.The International Conference “ Agri – Food Sciences, Processes and Technologies”, AGRI-FOOD XXV Sibiu, 24-25 mai 2015, p. 21-27.

Tomuş, N., Cismaşiu, C. M., 2014. Clean technology for coals desulphuration to reduce SO2 emission from their burning in thermal power plants, Buletin CENTIREM, ISSN 1584-1605, 8, p. 60–64.

FUTURE PROSPECTS


PERSPECTIVE

FUTURE PROSPECTS

Bacteriile chemolithotrofe acidofile

sunt foarte importante în dezvoltarea

strategiilor tehnologice de remediere a

perimetrelor industriale contaminate din

ţara noastră, datorită activităţii

metabolice versatile în condiţii extreme

de mediu.

Spre deosebire de alte extremofile

cu activitate oxidativă maximă, la

temperaturi ridicate şi adâncimi mari,

bacteriile chemolithotrofe acidofile

realizează această activitate la pH

scăzut şi la 28 ÷ 300C, respectiv

temperatura de la suprafaţa drenajului

acid în zonele minei de cărbune şi

termocentralei Mintia, precum şi în

zonele adiacente acesteia.

Potenţialul de bioremediere al

bacteriilor chemolithotrofe acidofile (de

exemplu: toleranţa la concentraţii

crescute de ioni metalici) este ridicat şi

necesită aprofundare în continuare,

pentru dezvoltarea tehnologiei

microbiene de decontaminare

industrială la nivel de staţie pilot.

Este foarte importantă identificarea

unei game mai largi de parametrii

fizico-chimici optimi în care A.

Acidophilus chemolithotrophic

bacteria are very important in

developing the technological

strategies for remedying polluted

Romanian industrial areas due to

the versatile metabolic activity for

extreme environmental conditions.

Unlike other extremophiles with

maximum oxidative activity, at high

temperatures and depths, the

acidofile chemolithrophe bacteria

carry out the work at low pH and

28 ÷ 300 C, parameters of the acid

drainage surface in the nearby of

the coal mining perimeter and

Mintia thermo power plant, as well

as the adjacent areas

The bioremediation potential of

acidofile chemolithrophe bacteria

(e.g. tolerance to high

concentrations of metal ions) is

high and requires further study to

develop microbial decontamination

technology at the level of local

industrial pilot plant.

It is very important to identify a

wider range of optimal physical

and chemical parameters that A.

PERSPECTIVE


ferrooxidans prezintă cea mai mare

activitate enzimatică, în condiţii

extreme de mediu, precum şi şanse de

succes în implementarea acestor

rezultate prin programe de

reconstrucţie ecologică a zonelor

afectate din perimetrele miniere

carbonifere reprezentative din

România.

Rezultatele obţinute reprezintă

premize favorabile pentru aplicaţii

biotehnologice de success în domenii

de cercetare interdisciplinare, cu

scopul:

- creşterii eficienţei proceselor de

biooxidare, bioacumulare a

ionilor metalici, biofixare,

- mineralizării prin procedee

combinate fizice şi

microbiologice,

- reconstrucţiei biotopului specific

zonelor contaminate industrial în

diferite areale (ioni metalici şi

cenuşi).

Alte domenii de utilizare ale

tehnologiei microbiene aplicate pe

cărbune sunt:

- recuperarea ionilor metalici cu

valoare economică ridicată (de

exemplu: Au2+, Ag2+, Cu2+, Fe2+,

Al2+), în soluţie şi în deşeu solid;

- industria farmaceutică şi

cosmetică.

ferrooxidans shows the highest

enzyme activity, in extreme

environmental conditions, and

chances of success in

implementing these results in

ecological restoration programmes

of the affected coal mining

perimeters, representative in

Romania.

The results are favorable for

biotechnological applications

success in the field of

interdisciplinary research,

meaning:

- increasing the efficiency of

biooxidation, metal ions

bioaccumulation, biofixation,

- mineralization by physical

and microbiological

combined processes,

- specific biotope restoration

of industrial contaminated

sites in different areas (e.g.

metal ions and ashes).

Other areas for using the coal

applied biotechnology are the

following:

- recovery of metal ions with

high economic value (e.g.:

Au2+, Ag2+, Cu2+, Fe2+, Al2+),

in solution and solide waste,

- pharmaceutical and

cosmetic industry.

ACKNOWLEDGMENT


RECUNOAŞTERE

ACKNOWLEDGMENT

Cercetările au fost finanţate prin Programul Naţional Cercetare de Excelenţă CEEX,

în cadrul Proiectului 606/2005:

„Tehnologie curată pentru desulfurizarea cărbunilor în vederea reducerii emisiilor de SO2 la arderea lor în termocentrale”

şi realizate în laboratoarele:

Institutului de Biologie Bucureşti al Academiei Române, Departamentul de Microbiologie

The researches were funded by the Excellence Research National Programme - CEEX,

in Project No. 606/2005:

”Clean technology for coal desulphuration to reduce SO2 emissions from their burning in thermal power plants”

and performed in the:

Institute of Biology Bucharest of Romanian Academy, Department of Microbiology

şi

Institutului Naţional de Cercetare – Dezvoltare pentru Metale şi Resurse Radioactive – ICPMRR Bucureşti, Laboratorul de Tehnici şi Tehnologii de Procesare a Resurselor Minerale

and

R&D National Institute for Metals and Radioactive Resources – ICPMRR Bucharest, Lab of Mineral Resources Processing Techniques and Technologies

Autorii mulţumesc colaboratorilor lor

tradiţionali din cadrul Universităţii din

Petroşani.

The authors thank their traditional

collaborators of the University of

Petrosani.

DISEMINARE


MASĂ ROTUNDĂ

INDUSTRIA MINIERĂ ŞI MEDIUL

ÎNCONJURĂTOR

Instrumente şi practici

Centrul de Informare Tehnologică pentru Resurse Minerale - CENTIREM

27 noiembrie 2013, BUCUREŞTI

Studiul posibilităţilor de desulfurizare a cărbunilor prin procedee microbiologice

Carmen Mădălina Cismaşiu,

Elena Simona Neagu

Lucia Roxana Cojoc,

Gabriela Teodosiu,

REZUMAT: Pentru aplicarea procedeelor microbiologice de desulfurizare a cărbunilor s-au efectuat teste de reducere a concentraţiei sulfului din probe de huilă provenite din Valea Jiului (Paroşeni), probe de lignit de la termocentrala Turceni şi probe de lignit provenite de la termocentrala Hălânga. În aceste testări s-au utilizat tulpini bacteriene heterotrofe neutrofile izolate din aceleaşi probe de cărbune şi tulpini chemolitotrofe acidofile. În experienţele de solubilizare a sulfului piritic din cărbune s-au utilizat culturi chemolitotrofe de Acidithiobacillus ferrooxidans (9 populaţii), izolate din ape şi sedimente miniere de la Valea Şesei (jud. Alba) şi Baia (jud. Tulcea), selecţionate pe baza rezistenţei la concentraţii crescute de fier feros (18 g/l), cupru şi zinc (3000 ppm). Eşantioanele de cărbune luate în studiu au fost utilizate ca substrate energetice, pentru creşterea culturilor de A. ferrooxidans în mediu Leathen. Studiile efectuate au urmărit tratarea eşantioanelor de cărbune cu culturi de A. ferrooxidans pentru solubilizarea sulfului piritic şi stabilirea parametrilor optimi pentru desfăşurarea acestui proces microbiologic. Rezultatele comparative privind eficienţa biooxidării sulfului din huilă/lignit la raporturile solid/lichid testate au evidenţiat că populatia P7, tolerantă la 18 g/l Fe

2+, a biooxidat procentele cele mai

mari de sulf anorganic. Creşterea cantităţii de cărbune de la 5 g la 10 g a determinat creşterea eficienţei oxidării bacteriene a cărbunelui, fapt evidenţiat prin solubilizarea unor procente crescute de sulf anorganic, care ajung la 66 % la huilă şi 78 % la lignit. În experienţele efectuate s-a observat o diferenţă semnificativă între procentele de biooxidare a sulfului anorganic ale celor trei tipuri de eşantioane, fapt evidenţiat de concentraţia de sulf anorganic existent în cărbune.

Date post:	11-Sep-2019
Category:	Documents
Upload:	others
View:	5 times
Download:	0 times

TEHNOLOGII DE REDUCERE A CONŢINUTULUI DE SO2 ÎN … continutului de SO2.pdf · 8 Tehnologii de...

Documents