Biodegradation of Chlorinated Solvents Under Cometabolic Conditions — Full-Scale Experiments

Summary

Two process conditions have been tested for cometabolism of volatile organic compounds (VOCs): 1. methanotrophic biomass and 2. phenol-degrading bacteria. Two full-scale biofilm reactors (13.5 m³) were tested for the treatment of groundwater (27 m³/h) contaminated with dichloroethylene (DCE) and monochlorobenzene (MCB). The two plugflow BIOPUR® each contained five compartments in series. Natural gas was injected into the second compartment. In a second test period phenol was injected in compartment 2 to stimulate cometabolism by phenol-degrading biomass. Compartment 1 was intended for the biodegradation of MCB. In the methanotrophic phase, removal efficiencies of 60 to 80% for DCE were achieved. The methanotrophic biofilm reactor operated safely and at low costs; however, a one-step, economically attractive process does not seem to be feasible for the removal of DCE from contaminated groundwater down to the low levels required by Dutch legislation. Phenol-degrading bacteria offer good opportunities for cometabolism of VOC.

Kurzfassung

Es wurden zwei methanotrope Biofilm-Reaktoren (13,5 m³) im technischen Maßstab für die Behandlung von mit Dichlorethylen (DCE) und Monochlorbenzol (MCB) kontaminierten Grundwasser (27 m³/h) erprobt. Für DCE wurden Abbau-Wirkungsgrade von 60–80% realisiert. Das Strippen erreichte 5–20%. Der methanotrophe Biofilm-Reaktor konnte sicherheitsgerecht und kostengünstig betrieben werden; ein einstufiger, wirtschaftlich attraktiver Prozeß für die Entfernung von DCE aus kontaminiertem Grundwasser bis auf die in den Niederlanden vorgeschriebenen niedrigen Restkonzentrationen erscheint jedoch nicht machbar.

Résumé

Deux réacteurs à biofilm (13,5 m³) ont été testés à grande échelle dans un processus de traitement méthanotrophe d’une quantité d’eaux souterraines polluées par du dichloréthylène et du monochlorobenzene. Des taux d’élimination compris entre 60 et 80% ont été réalisés pour le dichloréthylène. Cependant, un processus unique pour l’élimination du dichloréthylène des eaux souterraines polluées, permettant d’obtenir les taux limites très strictes imposés par la loi néerlandaise, et qui soit en même temps rentable du point de vue économique, ne semble pas être réalisable.