Biological oxidation of ferrous ions under acidic conditions using rotating biological contactor

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Abstract

Oxidation of ferrous (Fe2+) ion to ferric (Fe3+) ion under acidic conditions can be achieved by iron oxidizing bacteria. In this research study, oxidation of Fe2+ ions by iron oxidizing bacteria was studied using a bench-scale rotating biological contactor (RBC). Experiments were conducted to investigate the effects of parameters such as hydraulic loading rate (HLR), temperature and Fe2+ concentration at pH 2.0 on Fe2+ oxidation. Oxidation of Fe2+ was observed to decrease with temperature (in the range of 5 to 23 °C). The Fe2+ oxidation rates of 35.3 g Fe2+/(m2·d) and 52.6 g Fe2+/(m2·d) were observed at 5 °C and 21 °C, respectively, at HLR of 0.014 m3/(m2·d). The Fe2+ oxidation rates increased with increase in HLR from 0.014 m3/(m2·d) to 0.055 m3/(m2·d) for a Fe2+ concentration of approximately 3200 mg/L in the RBC feed. The maximum Fe2+ oxidation rate observed in this study was 165 g Fe2+/(m2·d). Iron solids were deposited on the RBC disks and were identified as jarosite. The RBC was able to achieve 50% Fe2+ oxidation efficiency after 24 h of a process upset.

L'oxydation de l'ion ferreux (Fe2+) en ion ferrique (Fe3+) sous des conditions acides peut être réalisée par des bactéries oxydant le fer. Dans cette étude de recherche, l'oxydation des ions Fe2+ par de telles bactéries a été étudiée à l'échelle du laboratoire en utilisant des disques biologiques. Des expériences ont été effectuées afin d'examiner les effets de paramètres, tels que le taux de charge hydraulique, la température et la concentration en Fe2+ à un pH de 2, 0 sur l'oxydation du Fe2+. Il a été observé que l'oxydation du Fe2+ diminue avec la température (entre 5 et 23 °C). Des taux d'oxydation du Fe2+ de 35, 3 g Fe2+/(m2·j) et de 52, 6 g Fe2+/(m2·j) ont été observés à 5 °C et à 21 °C respectivement avec un taux de charge hydraulique de 0, 014 m3/(m2·j). Les taux d'oxydation du Fe2+ se sont accrus avec l'augmentation du taux de charge hydraulique de 0, 014 m3/(m2·j) à 0, 055 m3/(m2·j) pour une concentration en Fe2+ d'environ 3200 mg/L dans l'alimentation des disques biologiques. Le taux d'oxydation maximum du Fe2+ observé dans la présente étude était de 165 g Fe2+/(m2·j). Les solides du fer ont été déposés sur les disques biologiques et ont été identifiés comme étant de la jarosite. Les disques biologiques pouvaient atteindre une efficacité d'oxydation du Fe2 de 50% 24 h après une perturbation du procédé.

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