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Model for biodegradation of a naphthenic acid in an immobilized cell reactor

Authors

  • Janice C. Paslawski,

    Corresponding author
    1. Division of Environmental Engineering, University of Saskatchewan, 57 Campus Drive, Saskatoon, Saskatchewan, Canada S7N 5A9
    • Division of Environmental Engineering, University of Saskatchewan, 57 Campus Drive, Saskatoon, Saskatchewan, Canada S7N 5A9.
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  • Mehdi Nemati,

    1. Department of Chemical Engineering, University of Saskatchewan, 57 Campus Drive, Saskatoon, Saskatchewan, Canada S7N 5A9
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  • Gordon A. Hill,

    1. Department of Chemical Engineering, University of Saskatchewan, 57 Campus Drive, Saskatoon, Saskatchewan, Canada S7N 5A9
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  • John V. Headley

    1. Water Science and Technology Directorate, Environment Canada, 11 Innovation Boulevard, Saskatoon, Saskatchewan, Canada S7N 3H5
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Abstract

Previously, using maximum feed concentrations of 500 mg/L, an immobilized cell reactor (ICR) with established biofilm was shown to enhance the biodegradation rate of a candidate naphthenic acid up to two orders of magnitude when compared to a freely suspended cell, well mixed tank reactor, reaching biodegradation rates of 22 000 mg/L day with 100% biodegradation efficiencies [Paslawski et al., J. Chem. Technol. Biotechnol. 2009a]. In this work, dispersion in the ICRs was found to be negligible and a plug flow model was developed and shown to represent the immobilized cell biodegradation data well. The effectiveness coefficient (percent of dry biofilm containing active biomass) was predicted to be approximately 55% with an effective thickness of 0.15 mm.

Abstract

On a démontré, dans le passé, qu'un réacteur de cellules immobilisé au moyen de biofilm établi utilisant des concentrations maximales de 500 mg/L accélérait la vitesse de biodégradation d'un acide naphténique candidat de jusqu'à deux ordres de grandeur, comparativement à un réacteur homogène agité à cœur fermé et cellule montée flottante, atteignant des vitesses de biodégradation de 22 000 mg/L d et des rendements de biodégradation de 100% [Paslawski et al., J. Chem. Technol. Biotechnol. 2009a]. Dans le cadre de cette étude, on a constaté que la dispersion dans les réacteurs de cellules immobilisés était négligeable et un modèle d'écoulement en piston a été élaboré et présenté afin de bien représenter les données de biodégradation dans des cellules immobilisées. On a prédit que le coefficient d'efficacité (c.-à-d. le pourcentage de biofilm sec comportant la biomasse active) serait d'environ 55% et que l'épaisseur équivalente serait de 0,15 mm.

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