Effect of the continuous addition of ozone in a biofilter treating ethyl acetate vapors

Abstract

"En este trabajo se analizaron los efectos de la adición continua de ozono (O3) en un biofiltro para el tratamiento de Acetato de Etilo (EA). Se operaron tres filtros, un control abiótico para estimar oxidación química, un biofiltro sin adición de O3 y uno bajo la adición continúa de O3. El trabajo de tesis se dividió en 4 capítulos. El capítulo I presenta una visión general sobre la contaminación del aire, datos estadísticos de los Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs) en México y el problema del taponamiento en biofiltros; el capítulo II evalúa la adición continua de O3 como un método para el control la biomasa; el capítulo III se enfoca a los efectos que tuvo la adición continua de O3 sobre los componentes de la biopelícula microbiana a lo largo de los sistemas de biofiltración; finalmente, el capítulo IV presenta los efectos de la adición continua de O3 sobre la composición de la comunidad microbiana. Con el control abiótico se comprobó que más del 94% de la eliminación del contaminante en los biofiltros fue llevada a cabo por los microorganismos. La adición continua de O3 ayudó a mantener estable la eficiencia de remoción en un 100%, y además tuvo un claro efecto sobre la concentración de la biomasa y la caída de presión. Sin embargo, los resultados de fracción vacía del lecho indicaron que eventualmente el biofiltro con O3 se obstruirá cuando se alcancen periodos de operación más largos. Con los análisis de FTIR y sus componentes, se concluyó, que la adición continúa de O3 solo tiene un efecto sobre la cantidad de EPS y no en sus componentes. Los análisis de la comunidad microbiana mostraron, que ambos biofiltros con/sin O3 presentaron una composición similar. Las principales bacterias identificadas fueron Beijerinckia, Gluconacetobacter y Acidocella. Los principales hongos identificados fueron Rhinocladiella similis, Trichosporon veenhuissi, Exophilia oligosperma, entre otros. El estudio mostro la diversidad y la evolución de comunidad bacteriana y fúngica y como estas fueron afectadas por la continua adición de O3."

"In the present Master thesis, it was analyzed the effects of O3 addition on a biofilter treating EA (Ethyl Acetate). Three filters were operated, an abiotic control merely to estimate the chemical oxidation, a biofilter without O3 addition and a biofilter working under O3 addition. The thesis work was divided into 4 chapters. Chapter I is an overview of air pollution, statistical data on of VOCs in México and clogging issues, in Chapter II it was evaluated the biofilter performance with and without continuous addition of O3 in order to assess the continuous addition of O3 as a biomass control method, in Chapter III the effects of the continuous O3 addition on the main components of the biofilm along biofilter systems were discussed, and finally in Chapter IV microorganisms in biofilters that work with and without O3 addition were identified in order to study the effect of the O3 treatment on the microbial community composition by culture-independent molecular approaches. With the abiotic control was ensured that the removal of the pollutant in the biofilters was merely by microbial activity. In general, O3 addition helped to keep stable the 100% removal efficiency of the system with O3 addition, with a clear effect over the biomass concentration and the pressure drop. However, the results of void fraction indicated that eventually the biofilter will clog. On the other hand, O3 addition was affecting only the amount of EPS not the composition with a greater effect on carbohydrate. Regarding the microbial community of the biofilter investigated, its composition was similar in the biofilter working with O3 and without, main genus of bacteria identified were Beijerinckia, Gluconacetobacter and Acidocella, principally; the gene fungal presented in the biofilters were, Rhinocladiella similis, Trichosporon veenhuissi, Exophilia oligosperma and others. Thus the study showed the diversity and development of bacterial and fungal communities and how they were affected by continuous treatment of O3."