MOE-Fellowship

Alzbeta Blaskova

Mikrobielle Sulfatreduktion von Bergbauwasser in einem Bioreaktor mit bewegtem Sandbett

Als Resultat menschlicher Bergbauaktivitäten entstehen saure Bergbauabwässer, auch Acid Mine Drainage (AMD) genannt. AMD ist in den meisten Fällen Abwasser, das normalerweise hohe Konzentrationen gelöster Metalle und oxidierte Schwefelspezies enthält. Solche Wässer zeigen oft eine typische orange bis gelbliche Färbung, die ihre Ursache in den hohen Eisengehalten hat. Aufgrund der chemischen Charakteristik solcher AMD Wässer können z.B. Probleme durch die Kontamination von Trinkwasserreservoirs, Korrosionseffekte an der Infrastruktur durch Säureeinwirkung und andere Probleme auftreten. Zum Reinigung der Bergbauabwässer können die Sulfatreduzierende Bakterien (SRB) verwendet werden. Es sind die anaerobe Organismen, die keinen Sauerstoff für ihren Metabolismus benötigen. Sie nehmen eine bedeutende Stellung im Kreislauf des Schwefels ein. Sie nutzen Sulfat als terminalen Elektronenakzeptor und gewinnen aus der Reduktion des Sulfats zu Sulfid Energie für ihre Lebensprozesse. Das so entstandene Sulfid kann dann wieder durch andere Mikroorganismen zu elementarem Schwefel oder Sulfat oxidiert werden.Für diese biologische Sulfatreduktion wurde ein Bioreaktor mit bewegtem Sandbett eingesetzt. Der Bioreaktor wurde mit einem Mineralsalzmedium beschickt.Die sulfatreduzierende Mischkultur, die in den Bioreaktorversuchen verwendet worden ist, wurde bereits 2 Monate vor Reaktorstart in Kulturflaschen kultiviert und an Methanol als Substrat adaptiert.Die Konzentration von Sulfat in Lösung (Zulauf bzw. Ablauf des Bioreaktors) wurde photometrisch bestimmt. Die Gesamtdauer des Versuches betrug 253 Tage. Nach eineinhalb Wochen konnte eine rapide Abnahme der Sulfatkonzentration beobachtet werden. Gesamtzeitraumes von 29 Tagen konnte die Sulfatkonzentration der Lösung von 2952 mg/l auf 1157 mg/l reduziert werden. Der Einfluss des pH-Wertes konnte u.a. an Tag 29 beobachtet werden, da zu diesem Zeitpunkt aufgrund eines Ansteigens des Wertes von 5,92 auf 6,4 eine starke Abnahme der Sulfatkonzentration beobachtet werden konnte.Die Resultate zeigen, dass der Bioreaktor mit bewegtem Sandbett für die biologische Sulfatreduktion einsetzbar ist. Mikrobielle sulfatreduzierende Prozesse mit Methanol können in der Praxis für die Behandlung sulfat- und schwermetallhaltiger saurer Bergbauwässer (AMD) eingesetzt werden.