Mass Transfer and Bioremediation of Naphthalene and Methyl Naphthalenes in Baffled and Bead Mill Bioreactors

Authors


Abstract

Mass transfer and bioremediation of naphthalene, 2-methylnaphthalene and 1,5-dimethylnaphthalene have been studied in a rotating bioreactor modified with the addition of baffles and beads. Mass transfer rates of these low solubility organic particles dissolving in water (based on the working volume of the bioreactor) were highest in the bioreactor that combined beads and baffles, with the overall mass transfer coefficient (KLa) reaching up to 25 h−1. Based on its capacity to hold the largest volume of polluted media, the simple baffled bioreactor was considered to be the optimum roller bioreactor design. Using Pseudomonas putida, the bioremediation rate of naphthalene reached 61 mg/l-h in this vessel and using mixed substrates, the bioremediation rate of 2-methylnaphthalene reached 30 mg/l-h. The dissolution rates for hydrophobic particles into the culture media during the bioremediation process were up to four times higher compared to mass transfer rates into abiotic controls, which was likely due to the production of biosurfactants by P. putida.

Abstract

On a étudié le transfert de masse et le traitement biologique à action curative de naphtalène, méthylenaphtalène-2 et diméthylnaphtalène-1,5 dans un bioréacteur rotatif modifié avec ajout de chicanes et de billes. Les taux de transfert de masse de ces particules organiques de faible solubilité qui se dissolvent dans l'eau (en se basant sur le volume de travail du bioréacteur) sont plus élevées dans le bioréacteur qui incorporent les billes et les chicanes, le coefficient de transfert de masse global (KLa) atteignant jusqu'à 25 h-1. D'après sa capacité à contenir le plus grand volume de milieux pollués, le bioreacteur à chicanes est considéré comme la conception de bioréacteur à rouleaux optimum. Avec Pseudomonas putida, le taux de traitement biologique à action curative du naphatlène atteint 61 mg/l-h dans le réacteur et en utilisant des substrats mélangés, le taux de traitement biologique à action curative du méthylnaphtalène-2 atteint 30 mg/l-h. Les vitesses de dissolution pour les particules hydrophobes dans les milieux de culture durant le procédé de traitement biologique à action curative sont jusqu'à quatre fois plus élevées que les vitesses de transfert de masse dans les contrôles abiotiques, ce qui est probablement dû à la production de biosurfactants par P. putida.

Ancillary