En las últimas décadas, la calidad del aire y el control de la contaminación atmosférica vienen siendo líneas principales de actuación en política medioambiental a fin de evitar daños sobre la salud humana y el medio ambiente. Los compuestos orgánicos volátiles, entre los que se encuentran el acetato de etilo y el tolueno, son uno de los principales contaminantes atmosféricos de origen industrial. Las nuevas reglamentaciones asociadas a la emisión de compuestos orgánicos volátiles procedentes del uso de disolventes en determinadas instalaciones industriales hacen necesaria la búsqueda de técnicas o procedimientos para reducir, minimizar o eliminar este tipo de emisiones. En este sentido, los sistemas biológicos de tratamiento como la biofiltración se presentan como una alternativa económica y respetuosa con el medio ambiente. En este trabajo de tesis doctoral se presenta un estudio del proceso de biofiltración en el que se han abordado dos líneas de trabajo principales:· Estudio experimental en bioreactores para la depuración de aire contaminado con acetato de etilo y/o tolueno, utilizando turba fibrosa como material de relleno, bajo condiciones de estado estacionario y bajo condiciones de alimentación intermitente.· Desarrollo de un modelo matemático para su uso como herramienta de predicción y de diseño.En los ensayos llevados a cabo bajo condiciones de estado estacionario se ha realizado un seguimiento de la operación de los biofiltros durante 2 años de experimentación. En primer lugar se ha evaluado la influencia que tiene el uso de inóculos previamente adaptados a los compuestos a degradar sobre el tiempo de puesta en marcha del biofiltro. A continuación se ha evaluado la influencia de la carga volumétrica de entrada de contaminante en la capacidad de eliminación trabajando con un tiempo de residencia constante de 90 s, para posteriormente analizar la influencia del tiempo de residencia en la eficacia del proceso, ampliando el estudio a tiempos de residencia comprendidos entre 22 y 60 s. En muchas ocasiones, las emisiones industriales suelen presentar un carácter intermitente y oscilante asociado al proceso productivo del que provienen. A fin de evaluar estas variaciones sobre la respuesta transitoria del sistema, los tres biofiltros se han sometido a condiciones de alimentación intermitente con interrupciones nocturnas y de fin de semana del aporte de contaminante. A su vez, la influencia que las perturbaciones en la alimentación tienen sobre el rendimiento del sistema se ha estudiado mediante la aplicación de variaciones instantáneas de la concentración de entrada del compuesto y del caudal de aire contaminado. Finalmente, se ha evaluado el tiempo necesario para recuperar la eficacia de eliminación en cada uno de los tres biofiltros tras una interrupción prolongada de 15 días en el aporte de contaminante, situación que representa una posible parada vacacional en los procesos industriales. De forma rutinaria se ha realizado un seguimiento periódico de la variación de la concentración de biomasa a lo largo del lecho, implementando para ello, una técnica de recuento por tinción mediante fluorocromos a este sistema. Finalmente, se presenta el desarrollo de un modelo matemático para la predicción del funcionamiento de los tres biofiltros en condiciones de estado estacionario. El modelo incluye como hipótesis principal la existencia de una densidad celular no uniforme a lo largo del lecho, asumiendo que se establece un perfil decreciente en la concentración de biomasa activa a lo largo del lecho. Además, se ha empleado un procedimiento basado en la Matriz de Información de Fisher para obtener los intervalos de confianza del 95% de los parámetros estimados. La verificación del modelo planteado se ha realizado utilizando los datos experimentales procedentes del tratamiento de la mezcla equimásica de ambos contaminantes.The volatile organic compound (VOC), like ethyl acetate and toluene, are one of the main air pollutants from industrial sources. The biofiltration is an economic and environment-friendly technology to removal these compounds. In this doctoral thesis has been carried out an experimental study in three bioreactors for the treatment of air contaminated with ethyl acetate and/or toluene, using fibrous peat as packing material under steady state and intermittent loading conditions. Besides, it has been developed a mathematical model which can be used for prediction and design purposes. In the experiments under steady state conditions (2 years of experimentation), initially, the biofilter start-up time has been evaluated using an inoculum previously adapted to the compounds to degrade. Subsequently, the elimination capacity has been determined working with empty bed residence times between 22 and 90 s. In the experiments under intermittent loading conditions, the three biofilters have been operated with overnight and weekend shutdowns. Concurrently, instantaneous inlet concentration and flow rate changes have been carried out. Finally, it has been evaluated the time needed to recover the removal efficiency in each of the biofilters after of a 15 days starvation period. The living and the dead cells concentrations along the bed biofilters have been monitored by the fluorescence microscopy using LIVE/DEAD® BacLightTM. Finally, a mathematical model has been developed. The model includes as main hypothesis the existence of a non-uniform cell density throughout the bed. It has also used the Fisher Information Matrix for the confidence intervals of 95% of the estimated parameters. The model validation has been carried out using experimental data from the treatment of the 1:1 (w:w) mixture.