Biofiltration de l'air contaminé par des composés organiques volatils

Abstract

La biofiltration de l'air est une alternative de plus en plus considérée pour le contrôle des émissions chargées de composés organiques volatils (COV). Depuis les années 80, sa grande popularité s'est traduite par plusieurs applications pour le traitement de COV facilement biodégradables. Récemment, de nombreuses recherches visent à étendre l'application de cette technologie au traitement de l'air chargé de composés plus récalcitrants aux attaques microbiennes et peu solubles dans l'eau. Dans cette catégorie, on retrouve le toluène, le xylène et le styrène qui font actuellement partie des polluants les plus abondamment rejetés dans l'atmosphère par des installations industrielles. Dans ce contexte, des essais de biofiltration ont été menés à l'Université de Sherbrooke afin d'étudier les performances de cette technologie lors du traitement d'effluents d'air chargés de ces composés. L'analyse des résultats de ces essais révèle que la biofiltration peut être très avantageuse pour le traitement de ce genre d'émissions. Des performances de biofiltration supérieures à celles reportées dans la littérature pour les composés considérés ont été obtenues au cours de la présente étude. Ces résultats sont reliés à la combinaison de plusieurs facteurs, à savoir, le choix d'un matériel filtrant convenable, l'inoculation initiale du biofiltre par un consortium microbien adapté aux contaminants cibles, l'approvisionnement régulier du biofiltre par les nutriments appropriés, et le contrôle adéquat de paramètres opératoires tels que la perte de charge à travers le lit filtrant et le contenu d'humidité du matériel filtrant. Par ailleurs, une nouvelle approche est proposée pour l'étude de la cinétique de biodégradation des contaminants. Ce principe utilisé pour la détermination de la cinétique dans le cas du styrène, a permis l'estimation des paramètres du modèle de Haldane qui s'est avéré le plus approprié pour représenter les données cinétiques expérimentales. Enfin, un nouveau modèle mathématique a été proposé pour décrire les profils de concentrations du polluant, de l'oxygène et du dioxyde de carbone dans le biofiltre. Le modèle a été testé pour prédire les performances de biofiltration du styrène en régime permanent. En comparaison avec les résultats expérimentaux, le modèle théorique proposé représente adéquatement les performances de biofiltration, particulièrement en ce qui concerne l'évolution de la concentration du styrène le long du biofiltre.