Procédé de récupération, valorisation ou dégradation de Composés Organiques Volatils (cov) contenus en faible concentration da

Deux nouveaux procédés de traitement des COV contenus en faible concentration dans les effluents gazeux industriels

P.A. HOFFMANN¹, C. MARANGES ¹, J.P. GRASA², C. FONADE ¹

¹ Laboratoire de Biotechnologies-Bioprocédés, UMR CNRS 5504, UMR INRA 792, 135 avenue de Rangueil, 31077 Toulouse Cedex 4 ; ² Biotrade, 135 avenue de Rangueil, Hall Gilbert Durant-INSA, 31077 Toulouse Cedex 4

Email : [e-mail] ; [e-mail]
Parmi les différents types de pollutions atmosphériques, une attention toute particulière a été portée au cours de ces dernières années sur les Composés Organiques Volatils (COV). Leurs effets négatifs sur l’homme et son environnement ne sont plus à prouver. La parution de nombreux textes réglementaires contraint les industries à prendre des mesures pour limiter leurs rejets. Des techniques existent pour dégrader ou recycler ces substances mais, leurs performances sont limitées par la nature des COV traités, par leur concentration dans l’effluent gazeux, et par le débit d’effluent. Or ces paramètres varient d’une installation à l’autre ou au sein d’une même installation. Enfin, le dimensionnement de ces procédés conduit à des installations de taille très importante, au fonctionnement coûteux.

Le laboratoire de Biotechnologies-Bioprocédés de l’INSA de Toulouse, en collaboration avec la société Biotrade et l’ADEME, développe deux nouveaux procédés de traitement des effluents gazeux industriels. Ils s’appuient tous deux sur une étape préliminaire commune de transfert des polluants gazeux en phase liquide. Selon la nature de la deuxième étape, il peut s’agir soit d’une technique de concentration des molécules, basée sur un couplage absorption/désorption de type strictement mécanique, applicable à la récupération de molécules d’intérêt, soit d’une technique de dégradation biologique, applicable aux problèmes environnementaux.

La première étape du procédé consiste à assurer un contact intime entre l’effluent gazeux pollué et le solvant choisi (dans notre cas, l’eau) afin de favoriser le transfert des COV vers la phase liquide. Cette étape est assurée grâce à un nouveau type de contacteur, appelé aéro-éjecteur, développé au laboratoire de Biotechnologies-Bioprocédés [1]. Une étude des performances de transfert pour trois COV modèles (éthanol, acétate de butyle et méthyléthylcétone) a permis de mettre en évidence son efficacité : 90% des polluants sont éliminés par un seul passage de la phase gazeuse [2]. Pour la technique de concentration, la deuxième étape, ou étape de désorption, consiste à désorber les gaz dissous, dont les COV transférés en phase liquide font partie. On obtient, en sortie de « désorbeur », un mélange diphasique. La phase liquide épurée et la phase gazeuse contenant les COV concentrés sont ensuite séparées grâce à un séparateur gaz-liquide de type cyclone en cours de développement. Le ratio entre le débit gazeux traité, en entrée, et le débit gazeux épuré, en sortie, est ainsi voisin de 100. Dans le cas de la technique destructive, les polluants sont transférés en phase liquide dans le réacteur et sont ensuite dégradés par des micro-organismes. Le gaz épuré est obtenu en sortie de réacteur. Les premiers résultats ont démontré les fortes potentialités d’épuration du procédé (100% pour l’éthanol et 90% pour l’acétate de butyle).

Les principales caractéristiques de ces deux procédés sont leur adaptabilité à une large gamme de débits d’effluents, leur rusticité, leur compacité et leur faible coût énergétique. Ils apparaissent donc comme une alternative pertinente pour le traitement d’effluents gazeux faiblement pollués par des COV.

[1] G.M. de Billerbeck et C. Fonade. A new gas-liquid contactor for the biological treatment of gas containing volatile organic compounds, Biotech. Tech., 10(1996), 755-760

[2] I. Daubert, C. Lafforgue, C. Fonade, C. Maranges. Feasability study of a compact process for biological treatment of highly soluble VOCs polluted gaseous effluent, Biotech. Prog., 17, 6(2001), 1084-1092.