Bioremediation of contaminated air using an external-loop airlift bioreactor

Authors

  • Vicky Q. Wei,

    Corresponding author
    1. Department of Chemical Engineering, 110 Science Place, University of Saskatchewan, Saskatoon, SK S7N 5C9, Canada
    • Department of Chemical Engineering, 110 Science Place, University of Saskatchewan, Saskatoon, SK S7N 5C9, Canada
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  • Gordon A. Hill,

    1. Department of Chemical Engineering, 110 Science Place, University of Saskatchewan, Saskatoon, SK S7N 5C9, Canada
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  • Douglas G. Macdonald

    1. Department of Chemical Engineering, 110 Science Place, University of Saskatchewan, Saskatoon, SK S7N 5C9, Canada
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Abstract

Biological air treatment methods are gaining popularity in the chemical industries due to their low cost and ability to convert many hazardous volatile organic compounds (VOCs) into harmless byproducts. An external loop, airlift bioreactor (ELAB) is used to separately bioremediate two prototype, water-soluble VOC compounds: p-cresol and ethanol. In both cases, the effluent air was cleansed and bioremediated to below detectable limits (beyond 99.7% removal) due to the efficient scrubbing action of the ELAB. The bioreactor continued to provide this removal efficiency up to maximum air p-cresol concentration of 0.6 g/m3 and ethanol concentration of 110 g/m3 and at bioreactor loading rates up to 8 g/m3 h for p-cresol and 220 g/m3 h for ethanol. A dynamic and quasi-steady state, biokinetic model is shown to predict the transient bioremediation process very well using batch growth biokinetic parameters.

Abstract

Les mèthodes de traitement biologique de l'air gagnent en popularitè dans les industries chimiques en raison de leur faible cout et de leur capacitè à convertir de nombreux composès organiques volatils dangereux (VOC) en produits secondaires inoffensifs. On utilise un biorèacteur à air ascendant et à boucle externe (ELAB) pour la biorèmèdiation sèparèe de deux prototypes de composès VOC solubles dans l'eau: lep-crèsol et l'èthanol. Dans les deux cas, l'effluent d'air est nettoyè et biorèmèdiè sous les limites dètectables (retrait au-delà de 99,7%) grace à l'action d'èpuration efficace de l'ELAB. Le biorèacteur donne toujours cette efficacitè de retrait jusqu'à des concentrations maximales dans l'air de 0,6 g/m3 pour le p-crèsol et de 110 g/m3 pour l'èthanol, et à des taux de chargement du biorèacteur atteignant 8 g/m3-h pour le /j-crèsol et 220 g/m3-h pour l'èthanol. On montre qu' un modeále biocinètique dynamique et en règime quasi permanent prèdit treás bien le processus de biorèmèdiation au moyen des parameátres biocinètiques de croissance en mode discontinu.

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