UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

Els biofiltres percoladors (BTF) són el tipus de reactor més emprat per a la dessulfuració de biogàs. Aquests reactors contenen al seu interior un material inert sobre el que creixen els bacteris encarregats d’eliminar el sulfur d'hidrogen (H₂S) contingut al biogàs. L’H₂S és un component molt corrosiu que fa malbé els equips emprats per a recuperar l’energia del biogàs i que per tant ha d’ésser eliminat. Aquest procés, conegut com a procés de dessulfuració biològica del biogàs, ha estat objecte d’estudi durant diversos anys al grup de recerca de Tractament Biologic d’Efluents Líquids i Gasosos - Eliminació de Nutrients, Olors i Orgànics Volàtils – (GENOCOV) de la UAB. És un procés complex que implica un ampli coneixement del cicle del sofre. Coneixem els rangs d’aplicació i les limitacions dels BTFs per a la dessulfuració de biogàs però encara hi ha marge en la nostra recerca per millorar aquests sistemes, augmentar-ne l’eficàcia i el seu rang d’aplicació. Per assolir aquest objectiu és essencial saber què passa a nivell microscòpic. La clau per tant està en conèixer bé els bacteris sulfurooxidants. 
 
Existeix una infinitat de microorganismes sulfurooxidants, és a dir, capaços de transformar l’H₂S en una substància més oxidada i innòcua com el sofre elemental o el producte final de reacció, el sulfat. Hem vist que en funció de les condicions d’operació del BTF es desenvolupen unes poblacions microbianes diferents que oxiden l’H₂S a una velocitat i amb uns mecanismes de reacció diferents. L’article publicat a la revista Water Research s’enfoca concretament a estudiar els bacteris desenvolupats al BTF que tenim en marxa a escala laboratori a l’Escola d’Enginyeria de la UAB. Aquest BTF està tractant altes càrregues d’H₂S amb èxit. I què ho fa que tinguem bons resultats? La responsable de l’èxit és l’espècie bacteriana Thiotrix sp. Aquesta espècie té forma de filament, cosa que fa que tingui una superfície molt alta per degradar l’H₂S, però a banda d’això té la capacitat d’emmagatzemar sofre elemental (producte intermedi de reacció) dins la cèl·lula en forma de grànul, una potent reserva energètica que utilitzarà en moments de deficiència d’H₂S, el seu aliment. També té mecanismes paral·lels de formació de sulfit i tiosulfat (altres intermedis de reacció) que posteriorment oxida a sulfat. Aquestes característiques tan versàtils causen que creixi pràcticament com a cultiu pur ja que pocs candidats poden competir amb ella.
 
I com aconseguim saber tant sobre qui i com? Doncs combinant tècniques de biologia molecular com la piroseqüenciació, amb tècniques respiromètriques i models matemàtics que expliquem molt en detall a l’article. La piroseqüenciació, una tècnica molt potent d’identificació de cultius, ens ajuda a saber que al nostre reactor tenim un 95% de Thiotrix sp. Les tècniques respiromètriques serveixen per saber en quin ordre i com de ràpid hi té lloc el procés d’oxidació d’H₂S. Aquesta tècnica consisteix a posar una mostra de cultiu (obtingut del BTF) en suspensió i amb agitació contínua. Afegint diferents compostos de sofre en el temps i analitzant els compostos presents a la fase líquida podem saber què està passant i proposar els mecanismes de reacció. Finalment, els perfils que obtenim dels assajos respiromètrics els intentem descriure amb equacions matemàtiques per a que tothom que vulgui treballar amb Thiotrix sp. sàpiga que amb aquelles equacions es defineix: què fan, en quin ordre i com de ràpid. Amb tota aquesta informació concloem que aquest coneixement microscòpic és essencial per a poder millorar els nostres sistemes o explicar per què uns funcionen molt millor que altres i a partir d’aquí buscar relacions entre condicions d’operació i espècies desenvolupades.