Couplage de l’absorption dans une phase organique et de la biodégradation dans un réacteur multiphasique. Application au traitement de Composés Organiques Volatils hydrophobes

par Guillaume Darracq

Thèse de doctorat en Sciences chimiques

Sous la direction de Annabelle Couvert et de Catherine Couriol.

Soutenue en 2011

à Rennes, Ecole nationale supérieure de chimie , dans le cadre de École doctorale Sciences de la matière (Rennes) , en partenariat avec Institut des Sciences Chimiques de Rennes (laboratoire) et de Université européenne de Bretagne (autre partenaire) .

mots clés

• Couplage de procédés
• Composés organiques volatils -- Absorption et adsorption
• Composés organiques volatils -- Biodégradation
• Diméthyldisulfure
• Toluène
• Solvants organiques

Résumé

L’utilisation d’une phase organique a permis l’amélioration de l’absorption de Composés Organiques Volatils hydrophobes, tels que le Toluène et le DiMéthylDiSulfure. Le coût de cette phase apolaire nécessite d’inclure dans le procédé une étape de régénération afin de pouvoir la recycler dans le contacteur gaz-liquide. Aussi un bioréacteur multiphasique ou « Two Phase Partitioning Bioreactor » a été réalisé à cet effet. Le choix de cette phase a été effectué en se basant sur différents critères, tels que l’efficacité du transfert gaz-liquide, une absence de solubilité dans l’eau, une non-biodégradabilité, et une biocompatibilité vis-à-vis des microorganismes. La phase organique retenue est une huile de silicone (PDMS). L’huile de silicone s’est révélée être un absorbant favorisant le transfert gaz-liquide grâce à un faible coefficient de partage des COV (environ 3 Pa. M3. Mol-1). Les vitesses de transfert dans l’huile de silicone et dans l’eau sont similaires, alors que les rendements d’absorption sont supérieurs à 95%. L’augmentation de la proportion d’huile dans l’eau a permis une amélioration de l’abattement des COV dans la phase gaz, avec un maximum pour l’absorption dans de l’huile pure. La régénération de l’huile a été effectuée dans un TPPB contenant 25% de PDMS en présence de boues activées. Dans les conditions optimales (boues activées acclimatées, aération, agitation, 25% d’huile de silicone) les deux polluants cibles ont été dégradés avec des capacités éliminatoires élevées (jusqu’à 50 g. M-3. H-1). De plus, les premiers résultats sur une seconde catégorie de solvants, les liquides ioniques, ont montré qu’ils pouvaient être une alternative intéressante à l’huile de silicone.

Titre traduit

Absorption in an organic phase and biodegradation in a two phase partitioning bioreactor. Application for the volatile organic compounds hydrophobic treatment

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