De fascinerende wereld van ontzwavelaars

Even voorstellen

Je hebt ze in en op je lichaam, gebruikt ze om brood mee te laten rijzen en soms zorgen ze dat je ziek wordt: micro-organismen. Biotechnologen werken graag met deze kleine wereldbewoners. Ook ik ben een biotechnoloog en in mijn promotieonderzoek aan de Wageningen Universiteit bij de vakgroep Milieutechnologie heb ik iedere dag te maken met deze ijverige microben die mij helpen het milieu te beschermen.

Ontzwaveling

In de jaren 70 was er veel last van zure regen die schade toebracht aan bossen en oude gebouwen. Dit kwam onder andere door de te hoge uitstoot van zwavelhoudende gassen, zoals SO₂. Door de schade aan mens en milieu kwam er strengere wetgeving en moesten vooral brandstoffen zoals kool en gas ontzwaveld worden voordat ze gebruikt mochten worden. Dit gebeurde in het begin voornamelijk met fysische en chemische processen, zoals het Clausproces. Echter, in de jaren 90 werd er in Wageningen een alternatief proces uitgevonden, waarin bacteriën de kernstap uitvoeren in de ontzwaveling. Dit proces wordt inmiddels in industrie wereldwijd toegepast op zowel biogas als aardgas.

Zwaveloxiderende bacteriën

Alhoewel het proces al op grote schaal is toegepast, wordt er nog steeds onderzoek gedaan om het proces te optimaliseren en beter te begrijpen. Mijn onderzoek focust op deze zwavel oxiderende bacteriën, die met hun bijdrage aardgas en biogas schoon kunnen maken. Uit het vieze stofje dat daar van nature in zit, waterstofsulfide (H₂S), halen zij hun energie. In dat proces maken ze er elementair zwavel van, wat kristalliseert naar prachtige kristallen. Dit alles gebeurt in een bioreactor. Op de ene foto zie je bacteriën die op hun membraan (de buitenkant van de bacterie) een bolletje van zwavel maken. Op de leadfoto zie je hoe de kristallen er uiteindelijk uit komen te zien. Deze bipiramides zijn een ware lust voor het oog.

Groene industrie

Het is bijzonder dat biotechnologie zijn intrede heeft gedaan in de gas- en olie-industrie, een van nature conservatieve industrie. Ook kan er na het verwijderen van het zwavel uit de bioreactor nog iets nuttigs mee gedaan worden. Het zwavel dat deze bacteriën produceren heeft de eigenschap dat het hydrofiel is (waterminnend), wat waarschijnlijk één van de redenen is waarom planten er zo goed op groeien. Het gewonnen zwavel kan niet alleen worden gebruikt als grondstof voor kunstmest, maar ook voor de bestrijding van schimmels.

Nieuwsgierig naar gedetailleerde informatie over deze technologie? Kijk dan op de website van Paqell of op deze pagina van de Biorecovery groep van de vakgroep Milieutechnologie.

Tekst: Annemerel Mol, Wageningen University & Research
Foto's: Fertipaq/L.Habets met dank aan de SEM facility-Wetsus, European Centre of Excellence for Sustainable Water Technology (leadfoto: zwavelkristallen); Paqell, met dank aan M. Giesbers, Wageningen Electron Microscopy Centre