An efficiency of biofilter in reducing the concentration of volatile organic compounds releases from Pyrolysis Gasoline stock tank

Abstract

This study aims to investigate the removal efficiency of biofilter to reduce the concentration of Total Volatile Organic Compounds (TVOCs) and the individual compounds (Benzene, Toluene, Ethyl benzene, Xylene, and Styrene BTEXS) that are generated from pyrolysis gasoline. The study simulated biofilter inoculated with Bacillus subtilis in condition of temperature range 28.2 - 34.7 º C and pH range 6.3 to 8.07. The effect of mass loading rate of TVOCs (3.51 to 64.36 g.m-3.h-1) and BTEXS (0.26 to 6.78 g.m-3.h-1) was studied by varying the vapor flow rate at five levels between 150 to 600 ml/min in 55 days of overall experiment. TVOCs were measured by portable toxic vapor analyzer. Whereas, BTEXS were analyzed by gas chromatography. The method followed NIOSH Manual of Analytical Method number 1501. The results showed that the removal efficiencies of TVOCs was 99.61-99.80%, and BTEXS was 98.93-99.99%. The only benzene removal efficiency was not significantly higher than 99.5% (p-value = 0.987), which indicated the benzene was more difficult to degrade. The mass loading rate showed significant negative correlation with removal efficiency of TVOCs and BTEXS (p-value < 0.001) except for styrene (p-value = 0.105). This means the removal efficiency of styrene was still high even higher mass loading rate

การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของระบบกรองชีวภาพในการลดระดับ ความเข้มข้นของสารอินทรีย์ระเหยทั้งหมด (TVOCs) และสารอินทรีย์ระเหยแต่ละชนิด (ได้แก่ เบนซีน โทลูอีน เอทิลเบนซีน ไซลีน และสไตรีน รวมเรียกว่า BTEXS) ที่เกิดจากไอระเหยของสารไพโรไลซิสแก๊สโซลีน โดยจำลองระบบกรองชีวภาพที่ใช้แบคทีเรียชนิดบาซิลลัส ซับทิลิส (Bacillus subtilis) ในสภาวะอุณหภูมิ 28.2 ถึง 34.7 ºC และความเป็นกรดหรือด่างในช่วง 6.3 ถึง 8.07 ผลของอัตราปริมาณสาร TVOCs (ในช่วง 3.51 ถึง 64.36 g.m-3.h-1) และ BTEXS (ในช่วง 0.26 ถึง 6.78 g.m-3.h-1) ศึกษาโดยกำหนดอัตราไหล ของไอระเหยของสารไพโรไลซิสแก๊สโซลีน 5 ระดับ ระหว่าง 150 ถึง 600 มิลลิลิตรต่อนาที โดยสาร TVOCs ตรวจวัดด้วยเครื่องตรวจวัดไอระเหยสารอินทรีย์แบบอ่านค่าโดยตรง ในขณะที่สาร BTEXS วิเคราะห์ผลด้วยเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟี ตามวิธี NIOSH Manual of Analytical Method number 1501 ผลการทดลองพบว่าประสิทธิภาพของระบบกรองชีวภาพในการบาบัดสาร TVOCs อยู่ในช่วง 99.61 - 99.80% ในขณะเดียวกันประสิทธิภาพในการบำบัดสารอินทรีย์ระเหยแต่ละชนิด (BTEXS) อยู่ในช่วง 98.93 - 99.99% โดยสารทั้งสองกลุ่มมีประสิทธิภาพสูงกว่า 99.5% อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p-value < 0.001) ยกเว้นสารเบนซีน (p-value = 0.987) เนื่องจากสารเบนซีนย่อยสลายได้ยากกว่านอกจากนี้ยังพบว่า เมื่ออัตราปริมาณสาร TVOCs และ BTEXS เพิ่มขึ้นส่งผลให้ประสิทธิภาพของระบบกรองชีวภาพในการกำจัดสารนั้น ๆ ลดลง อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p-value < 0.001) ยกเว้นสารสไตรีน (p-value = 0.105) เนื่องจากประสิทธิภาพในการกำจัดสารสไตรีนยังคงสูงเมื่ออัตราปริมาณสารเพิ่มขึ้น