Eco-procédé de traitement des COV et de valorisation d'huiles de collecte

Eco-efficient process for VOC treatment and waste oils enhancement

• Auteur / Autrice : Margaux Lhuissier
• Direction : Annabelle Couvert, Jean-Luc Audic
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 03/07/2019
• Etablissement(s) : Rennes, Ecole nationale supérieure de chimie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Chimiques de Rennes
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : Groupe Chimirec
• Jury : Président / Présidente : Nicolas Roche
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Annabelle Couvert, Jean-Luc Audic, Nicolas Roche, Sophie Fourmentin-Lamotte, Eric Dumont, Abdeltif Amrane, Abdoulaye Kane, Florent Mancini
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sophie Fourmentin-Lamotte, Eric Dumont

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composés organiques volatils

Mots clés libres

Huiles de collecte

TPPB

Echelle pilote

Huile de silicone

VOC

Waste oils

Silicone Oil

Absorption

TPPB

Pilot-scale

Résumé

L’objectif de ce travail était de proposer un procédé écologique et économique pour le traitement d’un mélange complexe de Composés Organiques Volatils (COV), hydrophiles et hydrophobes émis par un professionnel de la collecte de déchets dangereux (Chimirec, Javené). Le couplage de l’absorption de ces COV dans une huiledéchet, présente sur le site industriel, et de sa régénération biologique dans un réacteur multiphasique (« Two-Phase Partitioning Bioreactor ») a été étudié. Les différentes étapes du procédé ont été optimisées à l’échelle du laboratoire, puis sur une installation à l’échelle pilote sur le site industriel. Parmi les huiles de collecte proposées comme phase organique pour l’absorption des COV, l’huile claire et l’huile de transformateur ont été sélectionnées sur la base de critères scientifiques et commerciaux. L’huile de transformateur a montré des performances d’absorption similaires à celles de l’huile de silicone, prise comme référence, alors que l’huile claire s’est révélée trop visqueuse pour assurer une élimination satisfaisante des COV. Néanmoins, les expériences menées en batch ont montré que la régénération biologique n’est pas compatible avec les huiles de collecte. En effet, celles-ci étant dégradées prioritairement par rapport aux COV dans le réacteur biphasique, l’élimination de ces derniers n’a pu être concluante. En revanche, de premiers essais ont montré que la régénération thermique des huiles de collecte par distillation à haute température pourrait être une voie intéressante. La suite des expériences a été menée à l’échelle pilote avec de l’huile de silicone, connue pour être non biodégradable. Les performances du procédé se sont révélées satisfaisantes et durables sur plusieurs semaines.

The objective of this work was to offer an ecological and economical process for the treatment of a complex mixture of hydrophobic and hydrophilic Volatile Organic Compounds (VOC), emitted by a hazardous waste collection company (Chimirec, Javené). The coupling of VOC absorption in waste oils, available on the industrial site, and its biological regeneration in a multiphasic bioreactor (« Two-Phase Partitioning Bioreactor ») was studied. The steps of the process were optimized at laboratory-scale and then on a pilot-scale installation on the industrial site. Among the waste oils available as organic phase for VOC absorption, lubricant and transformer oil were selected on the basis of scientific and commercial criteria. Transformer oil showed similar absorption performances compared to silicone oil, taken as reference, while lubricant was too viscous to ensure a satisfactory VOC removal. Nevertheless, batch experiments showed that biological regeneration is not compatible with waste oils. Indeed, waste oils being degraded before VOC in the two-phase bioreactor, these latter could not be satisfactory removed. However, experiments showed that thermal regeneration of waste oils by distillation at high temperature may be an interesting approach. Experiments were then led at pilot-scale with silicone oil, known as being not biodegradable. Satisfactory and constant performances of the process were observed during several weeks.