Etude des potentialités du lavage biologique pour le traitement d'un mélange complexe de composés organiques volatils.

par Franck Lalanne

Thèse de doctorat en Matériaux et environnement

Sous la direction de Jean-Louis Fanlo.

Soutenue en 2006

à Pau .


  • Résumé

    L'objectif de ce travail est d'étudier les potentialités d'une unité pilote semi-industrielle de lavage biologique pour le traitement d'un mélange complexe de Composés Organiques Volatils (COV). Son originalité réside dans la complexité du mélange traité, qui contient onze polluants de natures chimiques différentes (esters, cétones, alcool, composés aromatiques et chlorés). Dans un premier temps, l'unité pilote a été équipée d'une colonne à garnissage. Ces essais ont montré, en terme d'élimination des composés, une amélioration de l'abattement des composés peu solubles par leur traitement en mélange avec des composés hydrophiles. En terme d'adaptation de la microflore, il a été montré que l'élimination des composés par les micro-organismes présentant des potentialités de dégradation des COV serait induite par l'accumulation de ces composés dans la phase aqueuse. L'atteinte d'une valeur seuil (70-80 mg/l eau) serait nécessaire pour amorcer la biodégradation. A l'état stationnaire, les composés transférés dans la phase aqueuse sont éliminés par la microflore. Le liquide de lavage est par conséquent régénéré avant son renvoi en tête de colonne. De plus, la perturbation engendrée par l'augmentation de la charge polluante est transitoire, un nouvel état stationnaire se dégageant au bout d'un certain temps. Néanmoins, les limites d'utilisation du système ont été approchées : le transfert de masse gaz/liquide des composés hydrophobes et le colmatage de la colonne au bout de vingt semaines d'utilisation. Puis, la colonne de lavage à garnissage a été remplacée par une colonne à pulvérisation. Les résultats ont montré que les pourcentages d'élimination restent globalement similaires pour chaque composé. L'utilisation de la colonne à pulvérisation affranchit le système des problèmes de colmatages. La limite d'utilisation de l'unité pilote reste le transfert de masse gaz/liquide des composés hydrophobes. Pour optimiser ce transfert des composés hydrophobes, un tiers solvant a été utilisé en mélange avec liquide de lavage. Des essais préliminaires ont été menés sur un dispositif d'absorption en réacteur semi continu. Il a été montré une amélioration des constantes de transfert et des concentrations de saturation dans la phase liquide pour les composés aromatiques. La transposition sur le pilote semi-industriel a montré une nette amélioration des pourcentages d'abattement de ces composés.


  • Résumé

    The objective of this work is to study the potential of a semi-industrial pilot bioscrubber for the treatment of a complex mixture of Volatile Organic Compounds (VOC). Its originality lies in the complexity of the treated mixture, which contains eleven pollutants of various chemical nature (esters, ketones, alcohol, aromatic and chlorinated compounds). Initially, the pilot unit was equipped with a packed column. The tests showed that, in terms of elimination of the compounds, there is an improvement of the abatement of poorly soluble componunds when they are mixed with hydrophilic compounds. In terms of microflore adaptation, it was shown that the elimination of VOC's by micro-organisms would be induced by the accumulation of these compounds in the aqueous phase. Attaining of a value threshold (70-80 mg/l water) would be necessary to start the biological breakdown of these compounds. In the stationary state, the compounds transferred in the aqueous phase are eliminated by the microflore. The scrubbing liquid is consequently regenerated before its return at the head of column and the percentage of abatement is thus comparable to the percentage of elimination of the compounds. Moreover, the disturbance generated by the increase of the pollutant load is transitory, because a new stationary state emerged. Nevertheless, it was possible to approximate the operational limits of the system: the liquid/gas mass transfer of the hydrophobic compounds and the clogging of the column after twenty weeks of use. To overcome these problems, the packed column was replaced by a spraying column. The results showed that the percentages of elimination were the same. The use of the spraying column freed the system from the clogging. However, the operational limit of the pilot unit remains the liquid/gas mass transfer of the hydrophobic compounds. To optimize this transfer, a second dispersed liquid phase was used. Preliminary tests were carried out on an absorption assembly. An improvement of the transfer in the liquid phase for the aromatic compounds was shown. The transposition on the semi-industrial pilot demonstrated a clear improvement of the percentages of abatement of these compounds.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (282 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie p.239-253

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  • Bibliothèque : Université de Pau et des Pays de l'Adour. Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : US 458999
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