Kinetics of simultaneous methane and toluene biofiltration in an inert packed bed

Abstract

BACKGROUND: Biofiltration of methane is of particular interest to contribute to limiting the greenhouse gas effect of biogas emissions from landfills. The complexity of the biogas mixture from landfills has underlined the importance of the presence of non-methane organic compounds. The aim of this study was to determine the effect of toluene on the microkinetic and macrokinetic parameters of methane biodegradation using an inorganic filter bed. RESULTS:Two concentrations of toluene were tested, 0.7 and 3.4 gC m −3 , and compared with the case of methane biofiltration alone. The specific growth rates of methane decreased from 0.793 to 0.574 to 0.278 d −1 when the toluene concentration was increased from 0 to 0.7 to 3.4 gC m −3 , respectively. The maximum elimination capacity of methane decreased from 39.4 to 5.6 gC m −3 h −1 when toluene concentration was increased from 0 to 3.4 gC m −3 . The half-saturation constants decreased from 4.6 to 1.6 gC m −3 and from 4.6 to 0.7 gC m −3 , respectively. CONCLUSIONS: Results show that an inhibition occurred on methane biodegradation when toluene was introduced into the biofilter.

Development of universal model of kinetics of bioremediation stationary process with substrate inhibition

“…Так, например, в публикации [3] показана возможность очистки от выбросов метана в присутствии неметано-вых органических веществ в орошаемом биофильтре и исследовано влияние толуола на макрокинетические и микрокинетические параметры процесса окисления метана. В статье [4] показана эффективность очист-ки выбросов метана от полигона захоронения ТБО, подтверждающая применимость биофильтрации для очистки выбросов от этого загрязнителя.…”

“…В установку помещали насадку (лавсановые ерши) с плотностью заполнения 150-200 мм/дм 3 объема, на которой путем автоселекции формировали специа-лизированный иммобилизированный микробиоце-ноз. Концентрацию S 2-, SO 3 2-и NH 4 + в водной среде определяли по методикам, рекомендуемым в специ-альной литературе: S 2--по реакции образования ме-тиленовой сини, SO 3 2--титрованием раствора йода в присутствии формальдегида, NH 4 + -с реактивом Несслера.…”

“…Таким образом, показано, что уравнение регрес-сии вида (2) и взаимосвязанная с ним формула (11) в совокупности являются макрокинетической матема-тической моделью процесса биохимической очистки, так как они адекватно описывают экспериментальные данные и получены на основе дифференциального соотношения (3). Полученная модель является уни-версальной базовой основой для разработки методик расчета конкретных нестационарных процессов в био-реакторах.…”

Oxidation of methane in biotrickling filters inoculated with methanotrophic bacteria

“…This model simulates the biofiltration of CH 4 at steady conditions in a range of concentrations between 1500 and 9500 ppm and considering a constant biomass concentration. Other studies determining kinetic parameters of methanotrophs have set different kinetic parameters for different concentrations ranges (Delhoménie et al 2008;Ménard et al 2014;Rodrigues et al 2009;Boiesen et al 1993;Ordaz et al 2014). …”

Capture of Methane by Fungi: Evidence from Laboratory-Scale Biofilter and Chromatographic Isotherm Studies

“…Capture inefficiencies in landfill and mine biofilters have been improved by optimizing aerobic CH 4 -oxidizing bacterial communities (methanotrophs) (Gebert et al, 2004;Kallistova et al, 2007;Lee et al, 2009;Murrell and Radajewski, 2000;Yoon et al, 2009;Yuan et al, 2009) based on their responses to media conditions (Nikiema et al, 2005;Rose et al, 2012), CH 4 , and other pollutants (Kim et al, 2013;Menard et al, 2014;Ni et al, 2012). Non-methanotrophic biofilm community members have received less attention, as well as the ecological feedbacks that dictate CH 4 capture and methanotroph performance in livestock emission biofilters.…”