Biodegradation of wastewater containing cyanide, acetonitrile, and acrylonitrile using RBC and shock loading study

Abstract

A laboratory scale rotating biological contactor (RBC) was used to study the biodegradation of synthetic wastewater similar to the one from the petrochemical industry producing acrylonitrile (ACR). The study was carried out at hydraulic retention time (HRT) of 30 h for simultaneous removal of cyanide (CN), acetonitrile (ACN), and ACR in petrochemical wastewater stream. The attached biomass was acclimatised by gradually increasing CN, ACN, and ACR concentration from 5 to 40, 41 to 113, and 45 to 142 mg L⁻¹, respectively, with simultaneous increase in the concentration of chemical oxygen demand (COD) and ammonium nitrogen at HRT of 30 h. During acclimatisation the percent removal of COD, CN, ACN, and ACR were 90–95, >99, 80–94, and 80–88, respectively. The performance of RBC was monitored for various parameters like COD, 5-day biochemical oxygen demand at 20°C (BOD₅), CN, ACN, ACR, ammonium nitrogen, etc. The removals obtained in terms of percentage, for CN, ACN, ACR, and COD were 97, 81, 89, and 95, respectively, at HRT 30 h. The quantitative shocks consisting of increase in influent substrate concentration with subsequent increase in concentration of other parameters proportionally were studied. The variation of biomass concentration within the system was also studied.

Un disque biologique à l'échelle laboratoire a été utilisé pour étudier la biodégradation des eaux usées synthétiques semblable à celle de l'industrie pétrochimique qui produit de l'acrylonitrile. L'étude a été réalisée au temps de rétention hydraulique (TRH) de 30 heures pour le retrait simultané du cyanure, de l'acétonitrile et de l'acrylonitrile dans l'écoulement continu des eaux usées pétrochimiques. La biomasse jointe a été adaptée en augmentant graduellement la concentration de cyanure (CN), d'acétonitrile (ACN) et d'acrylonitrile (ACR) de 5 à 40, 41 à 113 et 45 à 142 mg l⁻¹, respectivement, avec une augmentation simultanée de la concentration de la demande chimique en oxygène (DCO) et de l'azote sous forme d'ammonium à un TRH de 30 heures. Pendant l'acclimatation, le retrait en pourcentage de la DCO, du cyanure, de l'acétonitrile et de l'acrylonitrile était de 90 à 95, supérieur (>) 99, 80 à 94 et 80 à 88 respectivement. Le rendement du disque biologique était suivi pour divers paramètres comme la DCO, la demande biochimique d'oxygène de cinq jours à 20-degrés centigrades (°C) [BOD5], le cyanure, l'acétonitrile, l'acrylonitrile, l'azote sous forme d'ammonium, etc. Les retraits obtenus en matière de pourcentage pour le cyanure, l'acétonitrile, l'acrylonitrile et la DCO étaient 97, 81, 89 et 95 respectivement à un TRH de 30 heures. On a étudié les chocs quantitatifs composés d'une augmentation de la concentration de substrat influente avec une augmentation ultérieure de la concentration d'autres paramètres de façon proportionnelle. La variation de la concentration de biomasse au sein du système a également été étudiée.