Biovalorisation of liquid and gaseous effluents of oil refinery and petrochemical industry

Abstract

Öljynjalostamon nestemäiset jätevedet sisältävät myrkyllisiä seleenioksianioneja ja fenolia, kun taas kaasumaiset jätevesit sisältävät myrkyllisiä CO/syngas. Fenolin poistamiseksi ja seleniittioksyanionien samanaikaiseksi pelkistämiseksi kehitettiin Phanerochaete chrysosporiumin ja Delftia lacustris -bakteerin sieni-bakteeri-yhteisviljelmä. Sienen ja bakteerin yhteisviljelmien kahta muotoa kehitettiin. Ensimmäinen on vapaasti kasvavia bakteereja ja sieniä (suspendoituneen kasvun yhteisviljelmä), toinen bakteerien biomassan kasvu, joka ympäröi sieni biomassan (kiinnittynyt kasvukulttuuri). Molempia tyyppisiä sieni-bakteeri-yhteisviljelmiä inkuboitiin vaihtelevien fenolipitoisuuksien kanssa kiinteällä seleniittikonsentraatiolla (10 mg / l). Suspendoitu kasvukulttuuri voisi hajottaa jopa 800 mg / l fenolia ja samanaikaisesti vähentää 10 mg / l seleniittia tuottamalla nano Se (0), jonka halkaisija on vähintään 3,58 nanometriä. Kiinnittynyt kasvatuskorppikotka voisi hajottaa kokonaan 50 mg / l fenolia ja seleniitin samanaikainen pelkistys nano Se: ksi (0), jonka vähimmäishalkaisija on 58,5 nm

CO / syngaskaasujen valorisoimiseksi biokonversiotekniikalla anaerobinen metaaniogeeninen liete aklimatoitiin käyttämään CO: ta ainoana hiilisubstraattina 46 päivän ajan jatkuvassa sekoitetussa säiliöreaktorissa, johon lisättiin CO nopeudella 10 ml / minuutti. 6,18 g / l etikkahappoa, 1,18 g / l voihappoa ja 0,423 g / l heksaanihappoa olivat korkein tuotettujen metaboliittien pitoisuus. Myöhemmin. hapot metaboloitiin alhaisemmassa pH: ssa tuottaen alkoholia konsentraatioissa 11,1 g / l etanolia, 1,8 g / l butanolia (41. päivä) ja 1,46 g / l heksanolia , mikä vahvistaa onnistuneen rikastusstrategian. Seuraava kokeilu keskittyi hivenainevolframin ja peräkkäisen seleenin puuttumiseen aikaisemmin CO-mukautetulle lietteelle samoissa käyttöolosuhteissa. In-situ-syntetisoitua N-ter-butyyliakryyliamidin ja akryylihapon kopolymeerigeeliä käytettiin etanolin, propanolin ja butanolin talteenottamiseksi synteettisestä käymisliemestä. Geelin toistuvan käytön laajuutta alkoholin talteenottoa varten tutkittiin ja joka kerta noin 98-prosenttisen alkoholin voitiin todeta palautuvan.

Liquid effluents of oil refinery contain toxic selenium oxyanions and phenol, while gaseous effluents contain toxic CO/syngas. To remove the phenol and simultaneously reduce the selenite oxyanions, a fungal-bacterial co-culture of Phanerochaete chrysosporium and Delftia lacustris was developed. Two modes of co-cultures of the fungus and the bacterium were developed. The first being a freely growing bacterium and fungus (suspended growth co-culture), the second being the growth of the bacterial biomass encircling the fungal biomass (attached growth co-culture). Both types of fungal-bacterial co-cultures were incubated with varying concentrations of phenols with a fixed selenite concentration (10 mg/L). The suspended growth co-culture could degrade up to 800 mg/L of phenol and simultaneously reduce 10 mg/L of selenite with production of nano Se(0) having a minimum diameter of 3.58 nanometer. The attached growth co-culture could completely degrade 50 mg/L of phenol and simultaneously reduce selenite to nano Se(0) having a minimum diameter of 58.5 nm.

In order to valorize the CO/syngas by bioconversion techniques an anaerobic methanogenic sludge was acclimatized to use CO as sole carbon substrate for a period of 46 days in a continuous stirred stank reactor, supplied with CO at 10 ml/min. 6.18 g/L acetic acid, 1.18 g/L butyric acid, and 0.423 g/L hexanoic acid were the highest concentrations of metabolites produced. Later, acids were metabolized at lower pH, producing alcohols at concentrations of 11.1 g/L ethanol, 1.8 g/L butanol and 1.46 g/L hexanol, confirming the successful enrichment strategy. The next experiment focused on the absence of trace element tungsten, and consecutively selenium on the previously CO acclimatized sludge under the same operating conditions. An in-situ synthesized co-polymeric gel of N-ter-butyl-acrylamide and acrylic acid was used to recover ethanol, propanol and butanol from a synthetic fermentation broth. The scope of repeated use of the gel for the alcohol recovery was investigated and every time approximately 98% alcohol was recovered.