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RÉSUMÉ
On recherche pour les procédés de traitement de l'air des procédés robustes, performants et économiques. Très utilisés en traitement des eaux usées, les bioprocédés sont relativement récents en traitement de l'air et semblent répondre à ces besoins de simplicité et d'efficacité. Cet article présente le principe et la mise en oeuvre des procédés biologiques les plus couramment utilisés en traitement de l'air. La valorisation potentielle des sous-produits issus de ces procédés est également abordée.
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Pascaline PRÉ : Maître de conférences École des mines de Nantes
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Yves ANDRÈS : Maître de conférences, habilité à diriger des recherches École des mines de Nantes
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Claire GÉRENTE : Ingénieur de recherche École des mines de Nantes
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Pierre Le CLOIREC : Professeur Directeur du département Systèmes énergétiques et Environnement École des mines de Nantes
INTRODUCTION
Si les phénomènes de dégradation biologiques sont largement répandus dans la nature et couramment employés en épuration d’eau usée, l’utilisation des micro-organismes dans le traitement de l’air est récente.
De manière générale, des procédés de traitement rustiques, performants et économiques sont recherchés. C’est dans ce cadre que les procédés biologiques trouvent normalement leur place pour la dégradation de molécules biodégradables seules ou en mélanges complexes dans l’air. En outre, afin d’éviter toute inhibition du milieu vivant, les bioprocédés sont adaptés pour des concentrations faibles à moyennes en polluant mais s’appliquent à de forts débits d’air à traiter.
Cet article présente les procédés biologiques les plus couramment mis en œuvre pour abattre les composés polluants présents dans l’air. Il en explique le principe ainsi que les mécanismes biologiques intervenant, décrit la mise en œuvre des procédés et propose quelques exemples d’applications. Les sous-produits induits par ce type de traitement sont abordés en termes de valorisation potentielle.
La modélisation des bioréacteurs, qui constitue un outil intéressant pour prédire les performances obtenues sur une installation existante ou pour aider au dimensionnement d’unités nouvelles, sera traitée dans l’article suivant [G 1 781].
Pour de plus amples renseignements concernant les différentes méthodes de traitement de l’air, le lecteur pourra consulter les références à .
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Procédés : mise en œuvre et applicationsArticle inclus dans l'offre
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2. Micro-organismes et réactions biochimiques
Pour une meilleure compréhension des biotechnologies appliquées à la réduction des pollutions dues à des effluents gazeux, des notions de métabolisme microbien sont présentées dans ce paragraphe. Étant donné le type d’émissions à traiter, seules les voies aérobies seront abordées. Les micro-organismes et, plus particulièrement, les bactéries présentent des capacités à :
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se propager rapidement avec des temps de génération donnés ;
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posséder une grande flexibilité dans la régulation, la coordination, l’induction et la répression des chaînes métaboliques ;
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coloniser rapidement de nouveaux habitats ;
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tolérer des conditions difficiles dans leur environnement ;
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montrer une large variabilité phénotypique en réponse aux conditions de l’environnement à travers des mécanismes de régulation génétique ;
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s’associer avec d’autres organismes dans des interactions synergiques telles que la symbiose, le mutualisme, le commensalisme, en élargissant la diversité métabolique d’une espèce.
L’utilisation d’une molécule (organique ou minérale) par des micro-organismes peut suivre la voie du catabolisme ou bien celle de la biotransformation. Les produits résultant d’une biotransformation peuvent s’accumuler jusqu’à atteindre des concentrations toxiques pour une espèce microbienne avant d’être minéralisés par d’autres espèces. Cette séquence de dégradation est souvent rencontrée dans le cas de la biodégradation de molécules complexes .
2.1 Nutriments et croissance microbienne
Les micro-organismes se multiplient à partir des nutriments présents dans leur milieu. Ils ont tous des besoins communs : de l’eau, une source de carbone, d’azote et d’énergie, ainsi que des éléments minéraux. La température, le pH, la concentration en oxygène, la pression osmotique et la présence d’eau sont des facteurs...
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Micro-organismes et réactions biochimiques
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LE CLOIREC (P.) - Les composés organiques volatils (COV) dans l’environnement - . 734 p. Tec & Doc, Lavoisier Paris ISBN 2-7430-0232-8 (1998).
-
(2) - MARTIN (G.), LAFFORT (P.) - Odeurs et désodorisation dans l’environnement - . 452 p. Tec & Doc, Lavoisier, Paris, ISBN 2-85206-605-X (1991).
-
(3) - DEGRÉMONT - Mémento technique de l’eau - . Degrémont Distributeur Tec & Doc, Lavoisier, Paris, 221 p. (1989).
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(4) - TREYBAL (R.E.) - Mass transfer operations - . 784 p. McGraw Hill New York USA ISBN 0-07-Y66615-6 (1980).
-
(5) - MAIER (R.M.), PEPPER (I.L.), GERBA (C.P.) - Environmental microbiology - . Academic Press, San Diego (2000).
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(6) - PRESCOTT, HARLEY, KLEIN - Microbiologie - . DeBoeck-Wesmael S.A. Bruxelles (1995).
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