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Title: Development and adaptation of the technology of air biotreatment in trickle-bed bioreactor to the automotive painting industry
Author: Kasperczyk, Damian
Urbaniec, Krzysztof
Barbusinski, Krzysztof
Rene, Eldon R.
Colmenares-Quintero, Ramón Fernando
Email autor: biuro@ekoinwentyka.pl
krzysztof.urbaniec@pw.edu.pl
krzysztof.barbusinski@polsl.pl
e.raj@un-ihe.org
ramon.colmenaresq@campusucc.edu.co
metadata.dc.description.cvlac: https://scienti.colciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000192503
Issue Date: 9-May-2021
Keywords: Compuestos orgánicos volátiles
Biorreactor compacto de lecho de goteo
Taller de pintura industrial
Sistema de ventilación
Biodegradación de contaminantes
Resume: La industria de la pintura de automóviles es una fuente de contaminación ambiental causada por los compuestos orgánicos volátiles (COV) presentes en el aire de ventilación descargado. Para contribuir a la mitigación de este tipo de contaminación atmosférica, Ekoinwentyka Ltd. desarrolló -desde la escala piloto hasta la escala completa- y adaptó la tecnología del biorreactor de lecho de goteo compacto (CTBB), cuyo principio de funcionamiento se basa en el flujo descendente de la fase gaseosa (aire contaminado) y la fase líquida (solución de sales minerales) a través de un lecho empacado en el que los microorganismos activos se inmovilizan en la biopelícula de las superficies de los elementos de empaquetado. El biorreactor a escala piloto de 0,32 m de diámetro y 1,50 m de altura total tenía su lecho empacado inoculado con un consorcio de microorganismos dominado por la bacteria Pseudomonas fluorescens. Durante el programa experimental, que duró varios meses, el caudal de aire extraído del sistema de ventilación del taller de pintura variaba entre 1,0 y 10,0 m3/h y la concentración de entrada de COV oscilaba entre 10 y 200 ppm. Al medir la concentración de COV en el aire purificado, se comprobó que el factor de biodegradación de los COV oscilaba entre el 85 y el 99%. A partir de los experimentos a escala piloto, se ha desarrollado un CTBB a escala real de 2,8 m de diámetro y 10 m de altura total y se ha instalado como componente adicional del sistema de ventilación del taller de pintura. Las pruebas realizadas con caudales de gas de hasta 6.000 m3/h confirmaron un factor de biodegradación de COV del 85-99%, lo que demuestra un resultado positivo de la adaptación de la tecnología CTBB a las condiciones de la industria de la pintura de automóviles.
Abstract: The automotive painting industry is a source of environmental pollution caused by Volatile Organic Compounds (VOCs) present in the discharged ventilation air. To contribute to the mitigation of this type of air pollution, Ekoinwentyka Ltd. developed – from pilot scale to full scale – and adapted the technology of Compact Trickle Bed Bioreactor (CTBB) whose operating principle builds upon co-current downflow of the gas phase (polluted air) and liquid phase (solution of mineral salts) through a packed bed where active microorganisms are immobilized in the biofilm on the surfaces of packing elements. Pilot-scale bioreactor 0.32 m in diameter and 1.50 m total height had its packed bed inoculated with a consortium of microorganisms dominated by Pseudomonas fluorescens bacteria. During the experimental programme that lasted several months, the flow rate of air drawn from the ventilation system of the painting shop was changing between 1.0 and 10.0 m3/h and the inlet concentration of VOCs ranged from 10 to 200 ppm. By measuring VOC concentration in the purified air, the factor of VOC biodegradation was found to range between 85 and 99%. Based on pilot-scale experiments, full-scale CTBB has been developed 2.8 m in diameter and 10 m total height and installed as an add-on component of the ventilation system of the painting shop. Test operation at gas flow rates up to 6000 m3/h, confirmed VOC biodegradation factor at the level of 85–99% thus proving a positive result of CTBB technology adaptation to the conditions of the automotive painting industry.
Program: Ingeniería Civil
Headquarters: Medellín
Type: Artículos Científicos
Citation: Kasperczyk, D., Urbaniec, K., Barbusiński, K., Rene, E., & Colmenares-Quintero, R. (2021). Development and adaptation of the technology of air biotreatment in trickle-bed bioreactor to the automotive painting industry. Journal of Cleaner Production, 309, 127440–. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.127440
Resource reference: https://bbibliograficas.ucc.edu.co:2152/science/article/pii/S0959652621016590?via%3Dihub
Appears in Collections:Ingeniería Mecánica

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