Title of article :
Synergy of Granular Activated Carbon and Anaerobic Mixed Culture in Phenol Bioremediation of Aqueous Solution
Author/Authors :
Salehi, T. Department of Environmental Engineering - Civil Engineering Faculty - Babol Noshirvani University of Technology - Babol, Iran , Yousefi Kebria, D. Department of Environmental Engineering - Civil Engineering Faculty - Babol Noshirvani University of Technology - Babol, Iran
Abstract :
The present study focused on the synergistic effects bioremediation of phenol in aqueous solution using combination of anaerobic mixed culture and Granular Activated Carbon (GAC) as a biological GAC (BGAC). Meanwhile, the effect of contact time and various phenol concentrations on adsorption and biosorption process investigated. The phenol concentration was analyzed using UV/Vis spectrophotometer. The morphology and structure of two adsorbents (GAC and BGAC) were characterized by FESEM and BET specific surface area analysis. The batch experiments using mixed bacterial culture, isolated from wood and paper factory wastewater, were adapted to high concentrations of phenol and employed in order to evaluate the tolerance and biosorption capability of microorganisms for phenol biodegradation. The synergetic effect of phenol removal using combination of GAC with an anaerobic biofilm indicated that the removal efficiency for concentration of 700, 800, and 1000 mg/l at initial stages increased to 4, 10, and 12%, respectively and while by increment of the retention time did not shown significant impact on the removal efficiency. These results conducted both desorption of adsorbates due to biotransformation in the aqueous solution and direct assimilation of adsorbates on GAC by the microorganism’s biofilm. The adsorption data were fitted with pseudo-first-order and pseudo-second-order models and it was found that the pseudo-second-order model explains the adsorption kinetics more efficiently. The compatibility of the Freundlich and Langmuir adsorption models to equilibrium data were investigated. In fact, the Langmuir isotherm was found to be the best fitting isotherm.
Farsi abstract :
مطالعه حاضر بر روي اثرات همافزايي كربن فعال گرانولي ( GAC ) و كشت باكتري مخلوط بيهوازي به عنوان BGAC در زيست پالايي محلول آبي فنل متمركز شده است. در همين حال، اثر زمان تماس و غلظت فنل بر روي فرآيند مختلف جذب و جذب زيستي بررسي شده است. غلظت فنل، قبل و بعد از تصفيه با استفاده از دستگاه اسپكتروفتومتر UV/VIS مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. مورفولوژي و ساختار دو جاذب GAC و BGAC با تجزيه و تحليل FESEM و سطح ويژه با استفاده از BET مشخص شد. آزمايشهاي سيستم بسته با استفاده از كشت باكتري مخلوط، جدا شده از فاضلاب كارخانه چوب و كاغذ، سازگار شده با غلظت هاي بالاي فنول و به منظور ارزيابي ميزان تحمل و قابليت جذب بيولوژيكي ميكروارگانيسم ها براي تجزيه بيولوژيكي فنل استفاده شد. اثر هم افزايي حذف فنل با استفاده از تركيب GAC با بيوفيلم بيهوازي نشان داد كه راندمان حذف غلظتهاي 700 ، 800 و 1000 در مراحل اوليه به ترتيب به ميزان 4 ، 10 و 12 درصد افزايش مييابد در حالي كه با افزايش زمان ماند تأثير قابل توجهي بر راندمان حذف نشان نميدهد. اين نتيجه هم جذب جاذب ناشي از انتقال بيولوژيك به محلول آبي و هم جذب مستقيم روي جاذب GAC توسط بيوفيلم ميكروارگانيسمها را نشان ميدهد. دادههاي جذب با مدل مرتبه اول و مرتبه دوم برازش داده شدند و مشخص شد كه مدل مرتبه اول سينتيك جذب را با كارآيي بيشتري توضيح ميدهد. مدلهاي سينتيك جذب فروندليچ و لانگموير با سازگاري دادهها با استفاده از روشهاي خطي بررسي شد. ايزوترم لانگموير به عنوان ايزوترم مناسب تعيين گرديد.
Keywords :
Anaerobic culture , Bioremediation , Equilibrium isotherms , Granular activated carbon , Kinetic models , Phenol
Journal title :
Iranian Journal of Energy and Environment