Heitz, Michèle, Jones, Peter, Buelna, Gerardo, Benyoussef, El-Hadi, Malhautier, Luc, Merouani, El Farouk Omar, Heitz, Michèle, Jones, Peter, Buelna, Gerardo, Benyoussef, El-Hadi, Malhautier, Luc, and Merouani, El Farouk Omar
Global warming is a growing concern due to the increase in greenhouse gases (GHG) in the atmosphere. Methane (CH4) contributes to 11% of global GHG emissions and landfills generate 17% of global anthropogenic CH4 emissions. Biotechnologies such as biofiltration offer sustainable solutions for the biotreatment of CH4 (at concentrations lower than 5% v/v), although the presence of other pollutants such as volatile organic compounds (VOCs) in landfill gas (LFG) and low CH4 mass transfer issues need to be considered. Biofiltration of CH4 in complex mixtures with VOCs is yet to be fully understood, with further studies required to strengthen knowledge in this field. This study focuses on the simultaneous biofiltration of CH4 with two aromatic compounds, xylene (X) and ethylbenzene (EB), by studying the effect of operational parameter changes such as empty bed residence time (EBRT) and concentration of CH4, X and EB on biofiltration performances. First, a literature review discussing LFG emissions, conventional LFG abatement methods, the suitability of biotechnologies for LFG removal in old and small landfills, and the challenges and advantages of biofiltration for LFG were provided. Secondly, the simultaneous biofiltration of CH4 in the presence of either X or EB was carried out in inorganic packed bed biofilters (BFs) at an EBRT of 4.5 min at CH4 concentrations in the range of 1000-10000 ppmv and individual VOC concentrations between 200-500 ppmv. The study found that low concentrations of CH4 (2000-6000 ppmv) had a minor effect on the removal efficiency (RE) of the VOCs, with average RE remaining above 85% for VOCs at 200 ppmv. However, at higher CH4 concentrations i.e. 10000 ppmv, inhibition became apparent for both VOCs and CH4, reducing both their REs by 80%. Thirdly, a ternary mixture consisting of CH4, X and EB was treated in an inorganic based-bed BF for CH4 concentrations in the range of 1000-10000 ppmv and VOC concentrations varying from 200 to 600 p, Le réchauffement climatique est une préoccupation croissante en raison de l'augmentation des gaz à effet de serre (GES) dans l'atmosphère. Le méthane (CH4) contribue à 11% des émissions mondiales de GES et les sites d’enfouissement sanitaires (SES) génèrent 17% des émissions anthropiques mondiales de CH4. Les biotechnologies telles que la biofiltration offrent des solutions durables pour le traitement biologique du CH4 (à des concentrations inférieures à 5% v/v), bien que la présence d'autres polluants tels que les composés organiques volatils (COVs) dans le gaz des sites d’enfouissement (GSE) doit être prise en compte. La biofiltration du CH4 dans des mélanges complexes en présence de COVs nécessite des études supplémentaires pour renforcer les connaissances dans ce domaine. Cette étude se concentre sur la biofiltration simultanée du CH4 en présence de deux composés aromatiques, le xylène (X) et l'éthylbenzène (EB) ; l'effet des changements de paramètres opérationnels tels que le temps de séjour en fût vide (EBRT) et la concentration de CH4, de X et de l’EB sur les performances de la biofiltration a été étudiée. Tout d'abord, une revue de littérature a porté sur les émissions de GSE, les méthodes conventionnelles de réduction des GSE, l'adéquation des biotechnologies pour l'élimination des GES dans les anciens SES ou les SES de faible taille, ainsi que sur les défis et avantages de la biofiltration des GES. Ensuite, la biofiltration simultanée du CH4 en présence de X ou de l’EB a été effectuée dans des biofiltres à lit inorganique sous un EBRT de 4.5 minutes pour des concentrations de CH4 comprises entre 1000 et 10000 ppmv et des concentrations individuelles de COVs comprises entre 200 et 500 ppmv. L'étude a révélé que les faibles concentrations de CH4 (2000-6000 ppmv) avaient un effet mineur sur la conversion (RE) des COVs, avec une RE moyenne supérieure à 85% pour les COVs (concentration de 200 ppmv). Cependant, pour des concentrations de CH4 plus élevées, c'est