Kinetics of organochlorine removal from bleached kraft pulp mill effluent during biological treatment

Authors

  • Chandra S. Tripathi,

    1. Department of Chemical Engineering and Applied Chemistry, University of Toronto, 200 College St., Toronto, Ontario, Canada M5S 3E5
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  • D. Grant Allen

    Corresponding author
    1. Department of Chemical Engineering and Applied Chemistry, University of Toronto, 200 College St., Toronto, Ontario, Canada M5S 3E5
    • Department of Chemical Engineering and Applied Chemistry, University of Toronto, 200 College St., Toronto, Ontario, Canada M5S 3E5
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Abstract

Batch biodegradation kinetic studies were conducted with various bleached kraft pulp mill effluents containing organically bound chlorine measured as adsorbable organic halogen (AOX) (6.0 - 35 mg Cl/L). Biomass, generated in both a continuous bench scale reactor and a mill scale activated sludge system, at various concentrations (0.4 - 3.1 g VSS/L) was added to various effluents (about 70% ClO2 substitution).

AOX removal kinetics were best described by a simple recalcitrant first order model: - dS/dt = ks,1X(S-S), where S and S are AOX concentrations (mg Cl/L) at time t and t, respectively, ks,1 is the AOX removal rate constant (L/g VSS.h) and X is the biomass concentration (g VSS/L). The model indicated a constant non-biodegradable fraction of AOX (0.4 mg of AOX per mg of influent AOX) and was able to predict the effect of dilution on AOX removal with a single value of ks,1 (0.13 L /g VSS.h). The degradation constants (0.16 L /g VSS.h) in the absence of effluent from the neutral sewer (i.e. for a mixture of acidic and alkaline effluent only) were significantly higher than those for whole mill effluent.

Abstract

Des études de cinétiques de biodégradation discontinue ont été menées avec divers effluents d'usine de pâte kraft blanchie contenant du chlore lié organiquement et mesuré comme un halogène organique adsorbable (AOX) (6,0 - 35 mg Cl/L). On a ajouté de la biomasse, produite à la fois dans un réacteur de laboratoire continu et un système de boues activées d'usine, à des concentrations variées (0,4 - 3,1 g VSS/L) dans des effluents divers (substitution de ClO2 de 70% environ).

Les cinétiques de retrait de l'AOX sont mieux décrites par un modèle de premier ordre récalcitrant simple: - dS/dt = ks,1X(S-S), où S et S sont les concentrations de AOX (mg Cl/L) aux temps t et t, respectivement, kS,1 est la constante dé vitesse de retrait de l'AOX(L/g VSS.h) et X la concentration de biomasse (g VSS/L). Le modèle indique une fraction non biodégradable constante d'AOX(0,4 mg d'AOX per mg d'AOX entrant) et s'avère capable de prédire l'effet de dilution sur le retrait d'AOX avec une valeur simple de kS,1, (0.13 L/g VSS.h). Les constantes de dégradation (0,16 L/g VSS.h) en l'absence d'effluent de l'égout neutre (c.a.d. pour un mélange d'effluent acide et alcalin uniquement), sont significa-tivement plus grandes que celles d'un effluent d'usine complet.

Ancillary