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http://ipicyt.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1010/2555| Denitrification of metallurgical wastewater in a novel anaerobic swirling fluidized membrane bioreactor | |
| JUAN ERNESTO RAMIREZ JUAREZ | |
| FRANCISCO JAVIER CERVANTES CARRILLO GERMAN BUITRON MENDEZ | |
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| Denitrification Stainless-steel effluent Metal bio-recovery Fluidized bed bioreactor Swirling fluidization | |
| "The present work was focused on the application of denitrification to a stainless-steel industrial effluent, which contains a high nitrate concentration (~6.8 g N-NO3-), acidic pH (pH=3.3) and a high concentration of Fe=12.5 g/L, Cr=2.9 g/L, Ni=2.2 g/L, and other elements, such as Sn, Mn, Si, Mo, Co, Pb, Cu, V, B and Al, which are present at a concentration lower than 1 g/L. Citrate, which is a chelating agent, can also be present in this type of wastewater. Denitrification applied to this effluent has the challenge to face high nitrate and metals concentrations as well as acidic pH, which could inhibit nitrate removal rate and promote the accumulation of intermediates (NO2- and N2O). The first part of the study was focused on understanding the effects of key metals present in the metallurgic effluent on denitrification performance. This was accomplished by chemical speciation analysis and by monitoring the accumulation of denitrification intermediates. The second step of the project was focused on the development of a novel technology for the treatment of a stainless-steel industrial effluent. This technology was implemented with the aim to remove high content of nitrate in the effluent, neutralize the acidic pH and to achieve metals recovery. The acidic pH can be neutralized by the by-products generated (CO3- and OH-) from the denitrification process. Additionally, these compounds form insoluble species with the metals, promoting their bio-recovery. The project innovation considers the design and test of the process previously described through an Anaerobic Swirling Fluidized Membrane Bioreactor (ASFMBR). Fluidization of granular carbon (GC) through the hydrodynamic conditions established inside the ASFMBR has the objective of promote the collision of GC particles with the microfiltration hollow fiber membranes surface as a mechanical cleaning strategy to prevent membrane fouling. Likewise, a denitrifying biofilm was supported on GC particles to carry out the denitrification process. Swirling fluidization is produced both by the novel reactor geometry (hydrocyclone type) and by a tangential inlet. Membrane module design allows the free GC particles circulation around the membranes. The outlet of the reactor is just composed by the line of permeate flow. This allows the saturation of the chemical species, their precipitation, and rejection by the membranes". "El presente trabajo estudia la aplicación del tratamiento de desnitrificación al efluente de la industria del acero inoxidable, el cual contiene una alta concentración de nitratos (~6.8 g N-NO3 - ), un pH ácido (pH=3.3) y una alta concentración de Fe=12.5 g/L, Cr=2.9 g/L, Ni=2.2 g/L, y otros elementos, tales como Sn, Mn, Si, Mo, Co, Pb, Cu, V, B y Al, los cuales están presentes en una concentración menor a 1 g/L. Citrato también puede estar presente en este tipo de efluentes, el cual es un agente quelante. La aplicación de la desnitrificación a este efluente tiene el reto de enfrentar altas concentraciones de nitratos y metales, así como un pH ácido, que podrían inhibir la tasa de eliminación de nitratos y promover la acumulación de intermediarios (NO2 - y N2O). La primera parte del estudio está enfocada en entender el efecto de los metales predominantes en el efluente de la industria metalúrgica sobre el rendimiento del proceso desnitrificante. Esto se logró mediante el análisis de especiación química y monitoreo de la acumulación de intermediarios del proceso de desnitrificación. El propósito de la segunda etapa del proyecto de investigación fue el desarrollo de una tecnología novedosa para el tratamiento del efluente de la industria del acero inoxidable. Los principales objetivos de esta tecnología son remover el alto contenido de nitrato en el efluente, neutralizar el pH y lograr la recuperación de los metales. El pH ácido puede ser neutralizado por los subproductos generados del proceso de desnitrificación (CO3 - y OH- ). Adicionalmente, estos compuestos forman especies insolubles con los metales, promoviendo si bio-recuperación. La innovación del proyecto considera el diseño y la prueba del proceso descrito anteriormente mediante un Bioreactor Anaerobio de Membranas con Fluidización en Remolino (ASFMBR, por sus siglas en inglés). La fluidización del carbón granular (CG) a través de las condiciones hidrodinámicas establecidas dentro del ASFMBR tiene el objetivo de promover la colisión de partículas de CG con la superficie de las membranas de fibra hueca de microfiltración como una estrategia de limpieza mecánica para evitar el taponamiento de la membrana. Asimismo, una biopelícula desnitrificante se soportó sobre partículas de CG para llevar a cabo el proceso de desnitrificación. La fluidización en forma de remolino es producida tanto por la novedosa geometría del reactor (tipo hidrociclón) como por una entrada tangencial que alimenta al reactor." | |
| 2019 | |
| Tesis de doctorado | |
| TECNOLOGÍA DE AGUAS RESIDUALES | |
| Aparece en las colecciones: | Publicaciones Científicas Ciencias Ambientales |
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