The Dehalogenetion of Trans-1,2- Dichloroethylene and Cis-1,2- Dichloroethylene in Hydrogen-Based Membrane Biofilm Reactor

Trans-1,2-Dikloroetilen ve Cis-1,2-Dikloroetilenin Hidrojen Esaslı Membran Biyofilm Reaktöründe Halojensizleştirilmesi

Abstract

Dichloroethylene, which is one of the conversion products of tetrachlorethylene that is used as solvent and acarcinogenic compound, should be removedfromwaterenvironments. The dichloroethylene isomers, the cis-1,2- dichloroethylene and the trans-1,2-dichloroethylene, form as conversion products during the reduction oftetrachloroethylene to ethylene. Reductive dehalogenation is the most common process to removedichloroethylene in water medium under anaerobic conditions. DCE reducesto VC and ETH by releasingchlorine to medium. The reductive dehalogenation process is realized by microorganisms and the hydrogen isused as electron donor while DCE is used as electronacceptor. One of the technologiest that allow the reductivedehalogenation process could be hydrogen-based membrane biofilm reactor system. In this study, thedehalogenation of the cis-1,2-dichloroethylene and thetrans-1,2-dichloroethylene was investigated at differentoperating conditions using a hydrogen based membrane biofilm reactor. Dehalogenation process was carried outat different operating conditions. In the first operating period; hydrogen pressure was maintained at 6 psi. Nitrateconcentration below of 20 mg / L was maintained and supply was made with trans-1,2 -dichloroethylene. In thisperiod, pH was maintained between 7.6 and 8.2. In the second operating period, supply was made with trans-1,2-dichloroethylene and cis-1,2-dichloroethylene. Nitrate concentrations of 50-300 mg / L were maintained. pHwas maintained at around 7. As a result, the concentration of the trans-1,2-dichloroethylene andthe cis-1,2- dichloroethylene decreased under anaerobic conditions and also the amount of chloride in the reactor effluentincreased, that means the dehalogenation.

Özet

Dikloroetilen, çözücü olarak yaygın bir şekilde kullanılan ve kanserojen olan tetrakloroetilenin ara dönüşümürünlerinden biri olup, su ortamlarından uzaklaştırılması gerekmektedir. Tetrakloroetilenin etene indirgenmesisırasında ara dönüşüm ürünü olan dikloroetilenin izomerleri oluşmaktadır. Bunlar; cis-1,2-dikloroetilen ve trans- 1,2-dikloroetilendir. Dikloroetilenin su ortamlarından uzaklaştırılmasında en yaygın olarak kullanılan yöntemanaerobik şartlar altında indirgeyici halojensizleştirme işlemidir. İndirgeyici halojensizleştirme işleminingerçekleşmesine olanak sağlayan en önemli teknolojilerden biri hidrojen esaslı membran biyofilm reaktörsistemidir. Bu çalışmada, hidrojen esaslı membran biyofilm reaktörde cis-1,2-dikloroetilen ve trans-1,2- dikloroetilenin halojensizleştirilmesi farklı işletme şartlarında araştırılmıştır. Halojensizleştirme işlemi farklıişletim şartlarında gerçekleştirilmiştir. Birinci işletme periyodunda hidrojen basıncı 6 pside tutulmuştur. Nitratkonsantrasyonu 20 mg/Lnin altında tutulmuş ve sadece trans-1,2-dikloroetilen beslemesi yapılmıştır. Buperiyotta pH7.6 ile 8.2 arasında tutulmuştur. İkinci işletme periyodunda ise reaktöre trans-1,2-dikloroetilen hemde cis-1,2-dikloroetilen beslemesi yapılmıştır. Nitrat konsantrasyonu 50-300 mg/L arasında ve pH 7 civarlarındatutulmuştur. Çalışma sonucunda, hidrojen esaslı membran biyofilm reaktör ile anaerobik şartlar altında trans-1,2- dikloroetilen ve cis-1,2-dikloroetilen azaldığıve klorür miktarında artma eğiliminin olduğu görülmüştür. Budurum halojensizleştirmenin gerçekleştiğini göstermektedir.