Traitement par biofiltration des gaz chargés en composés organiques volatils : cas des effluents gazeux de l'industrie automobile
Institution:
ChambéryDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work is about the treatment of gas loaded with VOCs' by biofiltration to evaluate the possibility to treat the waste gas of car industry with this technology. These effluents are characteristic by a great air flow to be treated with low concentrations in VOCs' (around 0,5 g/m3) ; xylene and butyl acetate are the main compounds. The first part of the thesis revolves around the selection of micro-organisms which are specifically adapted to the degradation of xylene and around the selection of a packing material. For this, the physical characteristics (granulometry, density, apparent porosity) and chemical ones (mineral composition, pH, surface functions) of four different materials are compared. Then, on laboratory biofilters full of the previous materials, the performances of the treatment are estimated with air charged with m-xylene. A mathematical model based on the equations ruling the physical, chemical and biological phenomenum which occur in the process is developed. A comparison between the experimental results and those predicted by the model is realised. The second part of the report focuses on the implementation of an installation of preindustrial size which can treat 2000 m3/h of gas. This unit was built tram the main results got on the laboratory scale. After the study of the hydrodynamic behaviour of the process (pressure drop, residence time distribution. . . ), the performances of the installation are estimated with air loaded with xylene and with a mixture of xylene-butyl acetate
Abstract FR:
Ce travail porte sur le traitement par biofiltration des gaz chargés en COV (Composés Organiques Volatils) des ateliers d'application de peinture de l'industrie automobile. Ces effluents sont caractérisés par un grand débit d'air à traiter avec de faibles concentrations en COV (autour de 0,5 g/m3) ; les xylènes et l'acétate de butyle étant les principaux composés rencontrés. La première partie de la thèse porte sur la sélection de micro-organismes spécifiquement adaptés à la dégradation des xylènes ainsi que sur la sélection d'un matériau de garnissage. A cette fin, les caractéristiques physiques (granulométrie, masse volumique, porosité apparente), chimiques (composition minérale, pH, fonctions de surfaces) et biologiques de quatre matériaux différents sont comparées. Les performances de traitement de biofiltres de laboratoire garnis respectivement des matériaux précédents sont également déterminées avec comme composé teste le m- xylène. Un modèle mathématique basé sur les équations gouvernant les phénomènes physico-chimiques et biologiques intervenant dans le procédé est élaboré. Une comparaison des résultats expérimentaux et prédits par le modèle est réalisée pour le traitement du m-xylène. La deuxième partie de la thèse porte sur la mise en œuvre d'une installation de taille préindustrielle d'une capacité de 2000 m3/h. Cette unité a été construite à partir des principaux résultats obtenus au niveau laboratoire. Après une étude du comportement hydrodynamique du procédé (perte de charge, tassement du lit, distribution des temps de séjour), les performances de traitement de l'installation sont évaluées avec de l'air chargé de xylènes puis d'un mélange xylènes-acétate de butyle