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Dissertations / Theses on the topic 'Eaux usées – Épuration – Dénitrification'
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Wouters-Wasiak, Katia. "Etude et contrôle des processus de nitrification - dénitrification - déphosphatation biologique." Toulouse, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAT0060.
Full textAbstract:
Le travail entrepris comporte trois axes de recherche : étude des cinétiques de nitrification sur site et en batch ; étude des cinétiques de relargage et de réabsorption du phosphore ; évaluation de l’intérêt de la mesure de potentiel d’oxydoréduction pour le contrôle des processus de nitrification/dénitrification et de déphosphatation biologique. Le suivi sur station comme les essais en batch ont démontré que, pour un âge de boue suffisant, la vitesse de nitrification, exprimée par litre de boue, varia peu avec la concentration en boues, dans la gamme de 2 à 4. 5 b/l de MVS. Des expériences en batch ont été effectuées dans le but de déterminer l’influence de la concentration en DCO et de la durée d’anaérobiose sur la vitesse de relargage et de réabsorption du phosphore. La vitesse spécifique de relargage déterminée sur la première heure d’anaérobiose est directement proportionnelle à la quantité de DCO initiale. Pour une même DCO, une hausse de la durée d’anaérobiose à plus de 2h, n’a pas augmenté la quantité de phosphore suraccumulé et n’a donc pas amélioré le rendement d’élimination biologique du phosphore. Une deuxi7me série d’expériences a été réalisée dans le but de préciser les conditions d’apparition et les conséquences sur le processus de déphosphatation biologique d’un relargage secondaire de phosphates (relargage sans apport de carbone exogène). Le relargage occasionnel ne semble pas affecter le processus de déphosphatation biologique. L’asservissement du fonctionnement de l’aération à des seuils de potentiel d’oxydo-réduction associés à des temporisations a permis une élimination pousse de l’azoteThree main research axes were held during my PhD: The study of nitrification kinetics at full scale and in batch; study of releases and uptake kinetics of phosphate; the evaluation of the interest of ORP measure for control of nitrification, denitrification and enhanced biological phosphorus removal. The study at full-scale as well as the batch experiments have proved that, for a sufficient sludge age, the nitrification rate, expressed per liter of sludge, varies slightly with the sludge concentration, within 2 to 4. 5 g/l VSS. A higher sludge concentration does not implicate a higher nitrification capacity. Batch tests were realised to determine the influence of both COD concentration and anaerobic residence time on both phosphate release and uptake rates. The phosphor-release rate, settled on the first anaerobic hour, was proportional to the initial filtered COD concentration. For the same COD concentration, an increase of the anaerobic residence time superior to 2h did not increase the excess phosphorous uptake and did not improve the enhanced biological phosphorus removal efficiency. A second series of experiences were realised to specify the appearance conditions and the consequences on biological phosphorus removal of a second P-release (a release without carbon supply). An occasional secondary P-release does not seem to affect the biological phosphorus removal process
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Paccard, Emmanuelle. "Dénitrification biologique d'effluents industriels à fortes concentrations en nitrates." Aix-Marseille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995AIX11068.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est l'etude de la faisabilite technico-economique de la denitrification biologique d'effluents industriels a fortes teneurs. Les etudes ont ete orientees vers la recherche de populations mixtes adaptees au probleme a resoudre et ceci selon deux grands axes: l'adaptation d'une population mixte de laboratoire et la definition et la mise en uvre d'une strategie originale de selection de populations mixtes endogenes d'un site industriel generant de tels effluents. Les experiences realisees ont permis de montrer l'adaptabilite de la population mixte denitrifiante de laboratoire a la denitrification dans des conditions extremes et la validite de notre demarche de selection de populations mixtes endogenes. Son application a en effet permis de selectionner une population mixte performante et a conduit a l'isolement de deux souches, l'une appartenant a l'espece alcaligenes faecalis et l'autre appartenant a une espece nouvelle, non encore decrite dans la litterature. Une caracterisation phenotypique et genetique de la souche a montre qu'elle appartenait au genre pseudomonas et la denomination halodenitrificans a ete proposee, en reference a ses proprietes physiologiques principales d'halophilie et de denitrification. Cette etude a egalement permis d'apporter un certain nombre d'informations concernant la connaissance fondamentale du processus de denitrification. La partie appliquee de cette etude, realisee en reacteur de type continu agite, a permis d'identifier un certain nombre de conditions d'inhibition, notamment par les especes anioniques remplacant les nitrates dans le milieu de culture (sulfates, bicarbonates) et par la force ionique. La determination de seuils d'inhibition constitue un aspect nouveau et original de l'etude de la denitrification. L'influence du ph sur les equilibres chimiques s'etablissant dans le reacteur a egalement ete mise en evidence. L'etude des principaux parametres influencant les differentes etapes de la reaction de denitrification et leur optimisation partielle ont abouti a une productivite optimale de 43,7 kg no#3#-/m#r#3. J. Les conditions operatoires qui seraient applicables dans un procede industriel de denitrification en continu des effluents generes par le procede industriel de conversion de l'uranium ont ete definies. L'extrapolation des donnees cinetiques obtenues au dimensionnement d'un reacteur a membranes a permis de montrer la competitivite de cette technique par rapport aux autres techniques envisagees. Le cout du traitement a ete envisagees. Le cout du traitement a ete estime a 3,5 f/kg no#3#-traite
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Li, Fang Han. "Nitrification et dénitrification endogène par lits bactériens et bassin d'anoxie." Lyon, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAL0006.
Full textAbstract:
Deux études en pilotes ont été menées pour évaluer les performances d'une filière d 'élimination de la DCO et du NTK. La filière comporte deux lits bactériens avec remplissage plastique Closonyle, un décanteur intermédiaire , un bassin anoxique et un décanteur final. Dans la première étude, la bassin anoxique est placé entre le premier lit et le décanteur intermédiaire. Un taux de recyclage toatl est appliqué à ce niveau. Le système à fonctionné pendant 11 mois dans la station d'épuration de Pierre Bénite près de Lyon, recevant un effluent issu du premier décanteur de la station. Dans la deuxième étude, le bassin anoxique est placé après le deuxième lit sans recyclage total. Le système a fonctionné pendant 14 mois au laboratoire alimenté par un effluent local non caractéristique complété par du plasma d’abattoirs. .Two pilot-scale studies were carried out to asses system performances for COD alimentation, nitrification and denitrification. The system consisted principally of two percolating filters with Cloisonyle plastic media, an intermediate setting tank, an anoxic tank and a final tank setting tank. In the first study, the anoxic tank was placed between the first filter and the intermediate setting tank. A total recycle rate was applied at this level. The system was operated for 11months at Pierre Bénite municipal sewage near Lyon, receiving a settle affluent from the primary sedimentation tank of this station. In the second study, the anoxic tank was placed after de second filter without total recycle. The system functioned for 14 month in laboratory, Fed with non-characteristic local sewage with the addition of abattoir plasma. .
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Jimenez, Cisneros Blanca E. "Nitrification-dénitrification par couplage de deux filtres immergés." Toulouse, INSA, 1985. http://www.theses.fr/1985ISATA007.
Full text
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Julien, Sabine. "Modélisation et estimation pour le contrôle d'un procédé boues activées éliminant l'azote des eaux résiduaires urbaines." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT094H.
Full textAbstract:
De nos jours, l'epuration des eaux est devenue indispensable pour faire face a l'augmentation des volumes d'eaux rejetes et a leur concentration en substances polluantes. En france, la majorite des stations d'epuration des eaux usees fonctionnent avec un processus par boues activees faible charge. L'avenement de nouvelles normes europeennes de rejets, en particulier en ce qui concerne l'enlevement de l'azote, augmente le besoin d'un controle plus efficace. L'objectif de l'etude presentee dans cette these concerne la modelisation et l'estimation etat - parametres d'un procede boues activees eliminant l'azote des eaux residuaires urbaines. Les concepts, qui sont abordes dans cette these concernent la modelisation du procede considere, l'analyse des proprietes du modele, la reduction de modele, l'etude d'identifiabilite ainsi que l'identification parametrique a partir de donnees experimentales recueillies sur une unite pilote, l'estimation et une introduction au probleme de commande. Les etudes realisees font appel a la methodologie des systemes non lineaires. L'algorithme d'estimation, mis au point par simulation, a ete teste a partir de donnees reelles.
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Aubry, Geneviève. "Enlèvement de l'azote des eaux usées par un procédé à culture fixée immergée." Thesis, Université Laval, 2003. http://www.theses.ulaval.ca/2003/21279/21279.pdf.
Full textAbstract:
La présente étude visait à établir la capacité d’enlèvement de l’azote des effluents domestiques par le procédé à culture fixée immergée BIO-FOSSEMD, conçu pour les petites localités. Des essais ont été effectués avec une unité pilote comprenant un réacteur de
15 litres. Aéré en continu et soumis à des charges de 35 g N-NH4+ m-2 d-1 et
323 g DBO5 m-2 d-1, ce procédé a atteint 96% de nitrification, atteignant régulièrement des valeurs inférieures à 2 mg N-NH4+/L. Sous aération intermittente du réacteur, l’efficacité de l’enlèvement de NH4+ et de NO3- dépend de la durée des périodes aérobie et anoxie. Avec un cycle de 24 h comptant 75% d’aération, les concentrations en azote à l’effluent ont varié de 0,4 à 7,4 mg N-NH4+ /L et de 10 à 21 mg N-NO3-/L. Les taux maximaux de nitrification et de dénitrification s’élèvent à 58 g N-NH4+ m-2 d-1 et 52 g N-NO3- m-2 d-1, respectivement.The present study was conducted to establish the nitrogen removal capacity for a domestic effluent of the submerged fixed-film process BIO-FOSSEMD. This process has been especially designed for small communities and is based on the use of textile as bacterial support. When aerated continuously and subjected to loads of 35 g N-NH4+ m-2 d-1 and 323 g DBO5 m-2 d-1, this process reached 96% of nitrification, while providing 98% biological oxygen demand removal and 91% suspended solids removal. Under these conditions, values lower than 2 mg N-NH4+/L were measured on a regular basis in the effluent. When the reactor is operated under intermittent aeration, NH4+ and NO3- removal efficiencies depend on the duration of aerobic and anoxic periods. With a 24 h cycle, including 75% of aeration, the effluent nitrogen concentrations varied from 0,4 to 7,4 mg N-NH4+/L and from 10 to 21 mg N-NO3-/L. Under continuous aeration, total nitrogen removal average was around 49%, reaching over 70% at some point. Similar nitrogen removal was reached under intermittent aeration. Kinetic tests conducted ex situ gave a maximal nitrification rate of 58 g N-NH4+ m-2 d-1 and a maximal denitrification rate of 52 g N-NO3- m-2 d-1.
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Nagem, Nogueira Flavia (19. "Méthodes d'évaluation de la biodégradabilité des eaux résiduaires urbaines." Aix-Marseille 1, 2000. http://www.theses.fr/2000AIX11011.
Full textAbstract:
Afin de preserver les ressources en eau, le developpement de procedes qui permettent le traitement combine du carbone, de l'azote et du phosphore est necessaire. Dans ce but, les procedes biologiques sont largement utilises. La qualite et la quantite de la matiere organique de l'effluent ont une influence sur les performances de ces procedes. En effet, les bacteries denitrifiantes et dephosphatantes ont besoins d'une fraction de la matiere organique dite rapidement biodegradable. L'optimisation des performances demande la caracterisation de cette fraction. Ce travail propose le developpement de trois methodes de caracterisation. La premiere methode utilise un reacteur aere avec une biomasse en suspension. La consommation d'oxygene dissous est suivie et les donnees sont interpretees en utilisant un protocole d'estimation de parametres. Cette methode permet l'evaluation qualitative et quantitative de la matiere organique. Cependant, la precision des resultats depend du choix des parametres cinetiques et stchiometriques utilises. La deuxieme methode evalue la matiere organique a partir de la cinetique de denitrification d'un systeme a biomasse fixee. Une procedure discontinue et une procedure en continu ont ete testees. A ce stade, la methode en continu peut etre utilisee comme base pour le developpement d'un outil industriel en vue d'une utilisation sur le terrain. La troisieme methode evalue la matiere organique a partir de la cinetique de relargage du phosphore, dans un systeme a biomasse fixee. L'effluent est mis en contact avec la biomasse dans un systeme discontinu. Une equation de premier ordre est proposee pour decrire la cinetique de relargage du phosphore. La valeur de la constante de premier ordre est obtenue par estimation de parametres en utilisant les donnees de concentration en phosphate. Cette constante est utilisee comme parametre d'evaluation de la qualite de la matiere organique.
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Lagarde, Fabienne. "Modélisation et optimisation du traitement de l'azote et du carbone par boues activées avec aération séquencée en temps de pluie à différentes températures." Paris 12, 2003. http://www.theses.fr/2003PA120042.
Full textAbstract:
Les performances d’un procédé épuratoire de l’azote et du carbone par boue activées ont été mesurées et stimulées en conditions opérationnelles variables en vue de l’optimisation du traitement par temps de pluie. Le modèle Activated Sludge Model 1 a été utilisé pour simuler une station d’épuration de ce type fonctionnant en aération séquencée. Au préalable, la station a été intensivement échantillonnée lors de trois campagnes de mesures de plusieurs jours chacune, menées dans des conditions de charges et de températures différentes. Ces données ont permis de caler les paramètres du modèle à 12°C et à 20°C par temps sec sur la même station et le modèle a été validé à 14°C en condition de surcharge. Parallèlement, l’affluent a été caractérisé en terme de cinétique de biodégradation de la DCO pour différentes pluviométries. Le fractionnement de la DCO de l’affluent est nécessaire en forçage du modèle. Une procédure expérimentale de respirométrie a été développée puis appliquée à des échantillons prélevés à l’issue des deux réseaux unitaire et séparatif alimentant la station étudiée. La détermination des différentes fractions de la DCO de l’affluent présente également un intérêt pour prédire l’impact et le devenir des éventuels rejets directs dans le milieu. Des bilans de masse effectués numériquement à l’aide du modèle calé et validé ont permis d’évaluer la contribution des différentes zones de traitement biologique dans la dépollution de la DCO et de l’azote. Le rôle de chaque zone, l’impact des conditions opératoires et des conditions extérieures (charge entrante, température) dans le traitement biologique de l’azote et du carbone ont été mis en évidence à travers la simulation de scénarios divers. Nous avons ainsi établi que la maximisation de la charge qu’il est possible de traiter avec un tel procédé dépend essentiellement de la température et des caractéristiques de l’affluent, le rapport DCO/N en particulier. Dans tous les cas, cette maximisation passe par l’ajustement des conditions opérationnellesIn order to maximize the urban wastewater treatment, particularly under wet weather, the operational conditions allowing an improvement of the carbon and nitrogen removal efficiency were sought out. An activated sludge wastewater treatment plant with an intermittent aeration tank was modeled with the Activated Sludge Model 1. As a preliminary step, the plant was intensively sampled by means of three measuring campaigns (several days long) realized under different temperatures and hydraulic loads. The collected data allowed to calibrate the model parameters at 12°C and at 20°C under dry weather on the saine plant. The model parameters were then validated at 14°C under overload conditions. Meanwhile, the influent was characterized in terms of biodegradation kinetics of COD, under various sampling rainfail conditions. This COD characterization is required for model forcing. A respirometric procedure was developed and applied to samples collected from the combined and separate sewers of the plant. The evaluation of COD fractions is also of interest to predict the impact and the hehaviour of direct combined sewer overflows on the receiving body. By means of mass balance calculations, we assessed the contribution of each biological zone in the COD and N removal by using the validated model. Each zone interest and the impact of operating and external conditions (temperature, load) on the biological treatment were investigated through several simulation scenarios. We deterrnined that the maximal pollutant load that can be treated essentially depends on the temperature and the influent composition (COD/N ratio in particular). In all cases, the maximization of the treatment relies on the adjustment of the operational conditions
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Naji, Saïd. "Etude d'un nouveau type de réacteur à biomasse immobilisée : application à la dénitrification et à la méthanisation de solutions aqueuses." Metz, 1985. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1985/Naji.Said.SMZ8501.pdf.
Full text
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Andrianarison, Tahina Razanadraibe. "Traitement d'effluents urbains dans un système de 11 lagunes : décontamination microbienne et élimination de l'azote." Montpellier 2, 2006. http://www.theses.fr/2006MON20104.
Full text
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Guerbois, Delphine. "Mécanismes de dénitrification ferreuse par des biominéraux de type rouille verte : application au traitement des eaux usées." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066825.
Full text
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Adouani, Nouceiba. "Études des émissions de protoxyde d'azote lors du traitement biologique d'effluents azotés par dénitrification." Lorient, 2008. http://www.theses.fr/2008LORIS123.
Full textAbstract:
Lors du traitement biologique de l'azote par dénitrification à boues activées, des oxydes d'azote sont émis pami lesquels le protoxyde d'azote (N,O), un puissant gaz à effet de serre. Les travaux effectués sur un réacteur fonctionnant en batch, et la variation de plusieurs paramètres physicochimiques ont permis de suggérer plusieurs conclusions. La source de carbone est cruciale quant aux émissions d'oxydes d'azote (74% de N-N,O, 7,4% et 1,7% respectivement pour l'acétate, l'OCDE et l'éthanol). De plus, il apparaît systématiquement que les émissions de N,O sont observées en présence de nitrites et dans des proportions d'autant plus importantes que la concentration en nitrites est élevée. La température est le paramètre qui influe le plus les émissions d'oxydes d'azote. Plus les températures sont faibles, plus les émissions gazeuses sont importantes principalement à cause du ralentissement des activités enzymatiques. Les émissions de N,O augmentent de 13 à 82% lorsque la température varie de 20 à SoC. D'autre part, sur une gamme de pH allant de 6,5 à 8, seul le pH de 6,5 génère des émissions de NO (2,7 % de N-NO) et un maximum de N,O émis (23%) contre 6%, 8% et 7% respectivement pour les pH 7, 7,5 et 8 et cela à 20°C. Les variations des concentrations en substrats et de leur ratio DCO/N entre 3,5 et 5 sont les paramètres qui ont conduit aux plus faibles émissions. Une partie de ces résultats a été modélisée par ASMI, une autre sous PLAS. La mise en cohérence de l'ensemble des constatations expérimentales nous a conduit à présenter un schéma réactionnel alternatif de la dénitrificationN itrogen removal du ring biological denitrification with activated sludge generates gas emissions especially a powerful greenhouse gas, the nitrous oxide (N,O). This research aimed at determining the fundamental factors governing the production and emission of N,O. The experimental work was carried out with a ten liters batch reactor. Thanks to this work, we were able to draw and suggest many conclusions. The carbon source choice is very important as for N,O emitted quantity (74% ofN-N,O, 7. 4% and 1. 7% for acetate, OCDE and ethanol respectively). Moreover, it appears that N,O emissions are systematically observed when nitrites are present and their concentrations increased with the increase of nitrites concentrations. We also noticed that temperature is the most important parameter as for N,O emissions, low temperatures generates more emissions principally because of slowed enzymatic activities. N,O emissions moved from 13% to 82% wh en temperature was modified from 20 to soc. The impact of pH on denitrification (at 20°C) was demonstrated at pH=6. 5 with 23% of N,O emissions and the appearance of the intermediary NO at 2. 7% (N-NO), while pH of 7, 7. 5 and 8 generates the lowest and nearly identical N,O emissions. Variations of substrates concentrations and their ratio DCO/N between 3. 5 and 5 were identified as the less impacting factors on N,O emissions. Some of our experiences were modelled with ASM l, and sorne other results with the software PLAS. To put in coherence the whole experimental observations, we present an alternative scheme for denitrification reactions
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Mouneimne, Abdul Halim. "Valorisation biologique des résidus graisseux urbains par production de carbone bioassimilable (AGV) utilisable en traitement tertiaire des eaux usées." Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20125.
Full text
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Rousseau, Pierre. "Étude, modélisation et optimisation d’un procédé de traitement des lisiers de porcs par couplage de la digestion anaérobie et du traitement biologique de l’azote." Rennes 1, 2009. http://www.theses.fr/2009REN1S011.
Full textAbstract:
L’industrialisation de l’élevage a participé à la pollution de l’eau et les obligations réglementaires ont entraîné le développement de procédés de traitement biologique des effluents générés afin de réduire la charge azotée. Parallèlement, la digestion anaérobie des déjections animales est également une alternative de valorisation intéressante, mais n’affectant pas les quantités d’azote. Dans ce cadre, le couplage des procédés aérobie et anaérobie permettrait alors une réduction importante des coûts d’élimination de l’azote. La maîtrise des interactions entre ces 2 procédés et l’optimisation de l’utilisation de la matière organique représentent les principaux enjeux de cette thèse. Afin de répondre à ces enjeux, deux approches parallèles et complémentaires ont été menées : une approche expérimentale et une approche numérique. Les travaux expérimentaux, réalisés sur un pilote du procédé, ont permis de souligner (i) l’absence d’inhibition par l’ammoniac dans le digesteur, (ii) la lenteur des cinétiques de dégradation anaérobie du lisier de porcs et (iii) la faisabilité de l’obtention et du maintien d’un shunt des nitrates par limitation de l’apport en oxygène. Les travaux de modélisation ont abouti au couplage des modèles Activated Sludge Model n°1 (ASM1) et Anaerobic Digestion Model n°1 (ADM1) via la création de deux interfaces. Au travers de son calage sur des valeurs expérimentales, le modèle a également permis de mieux comprendre les interactions entre les processus/procédés et de définir les paramètres de fonctionnement permettant une optimisation de l’utilisation de la matière organique et notamment des conditions d’obtention du shunt des nitratesIndustrialization of animal production participated in the pollution of fresh water. So, biological treatment processes were developed to reduce the nitrogen load applied locally, At the same time, anaerobic digestion of livestock wastes is also an interesting alternative, but not affecting the nitrogen concentration. In this context, the development of a process combining both anaerobic digestion and biological nitrogen removal could allow converting organic matter into a valuable energy while respecting the environmental constraints as regards nitrogen. The management of the interactions between aerobic and anaerobic processes and the optimisation of organic matter use are the main issues of this project. In order to reach these challenges, two parallel and complementary approaches have been considered: an experimental approach and a numerical approach. Experimental work, carried out on a pilot process, highlighted (i) the absence of inhibition by ammonia into the digester, (ii) the slow kinetics of anaerobic degradation of pig manure and (iii) the feasibility to obtain and control nitrate short-cut by oxygen inflow reduction. The modelling framework resulted in a combination of the Activated Sludge Model No. 1 (ASM1) and Anaerobic Digestion Model No. 1 (ADM1) through two interfaces. The use of this model allowed a better understanding of the interactions between aerobic and anaerobic processes and to a better definition of the operating parameters to optimize the use of organic matter including conditions to obtain nitrate short-cut
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Lendormi, Thomas. "Etude de l'oxydation en voie humide de boues résiduaires urbaines et intégration dans une station d'épuration." Toulouse, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAT0043.
Full textAbstract:
L'OXYDATION EN VOIE HUMIDE A L'OXYGENE PUR EST ETUDIEE POUR REPONDRE AU PROBLEME D'ACTUALITE DU TRAITEMENT DES BOUES RESIDUAIRES URBAINES. L'ETUDE DE CE PROCEDE EST REALISEE EN REACTEUR DISCONTINU DE LABORATOIRE, EN REACTEUR CONTINU DE LABORATOIRE ET LORS D'ESSAIS SUR UN PROTOTYPE INDUSTRIEL DE CAPACITE 500 L/H ET POUR DES TEMPERATURES COMPRISES ENTRE 220°c ET 300°c. IL RESSORT DE L'ENSEMBLE DES RESULTATS OBSERVES LORS DU TRAITEMENT DE 7 BOUES URBAINES DIFFERENTES QUE PLUS LA TEMPERATURE DE TRAITEMENT EST ELEVEE, PLUS LA MINERALISATION DES SOUS-PRODUITS EST IMPORTANTE ET LEUR TRAITEMENT AVANT EVACUATION AISEE. DE PLUS, AU DESSUS DE 260°c, LA DESTRUCTION DES COMPOSES GRAS SUPPRIME LES PHENOMENES DE MOUSSAGE. A 300\C, LE TEMPS DE TRAITEMENT PEUT ETRE REDUIT A ENVIRON 30 MIN. ENSUITE, DES PROCEDES DE CONVERSION DE L'AZOTE AMMONIACAL RESIDUEL EN AZOTE MOLECULAIRE SONT ETUDIES AFIN DE PERMETTRE LE SEUL RECYCLAGE DES COMPOSES ORGANIQUES BIODEGRADABLES ISSUS DE L'OXYDATION ET PERMETTRE L'INTEGRATION DE CE PROCEDE DANS LES STATIONS D'EPURATION EXISTANTES TOUT EN GARANTISSANT LA FIABILITE DE LEUR FONCTIONNEMENT. DANS LE CAS DU DEGAZAGE DE L'AMMONIAQUE COUPLE A UNE OXYDATION CATALYTIQUE, LE DEGAZAGE DE L'AMMONIAQUE DOIT S'EFFECTUER A UNE TEMPERATURE INFERIEURE A 100°c ET AVEC AJOUT DE SOUDE AFIN DE STRIPPER SELECTIVEMENT L'AMMONIAQUE. LE TRAITEMENT BIOLOGIQUE PAR NITRIFICATION ET DENITRIFICATION EN BASSIN SPECIFIQUE REPOND EGALEMENT AUX EXIGENCES DE TRAITEMENT ET D'INTEGRATION DE CE PROCEDE MAIS NECESSITE L'AJOUT D'UN COMPLEMENT DE SUBSTRAT ORGANIQUE BIODEGRADABLE AFIN QUE L'ELIMINATION DES NITRATES PRODUITS SOIT TOTALE. CE TRAVAIL A PERMIS DE LEVER UN NOMBRE SIGNIFICATIF D'OBSTACLES SCIENTIFIQUES ET TECHNOLOGIQUES ET S'INSCRIT DANS LE CADRE DU DEVELOPPEMENT DU PROCEDE MINERALIS
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Cabassud, Corinne. "Microfiltration tangentielle et séparation de biomasse : Application aux bioréacteurs à membrane en dénitrification des eaux." Toulouse, INPT, 1986. http://www.theses.fr/1986INPT008G.
Full textAbstract:
Conception d'une installation couplant une cellule plane de microfiltration tangentielle et d'un fermenteur (couplage bioreaction/filtration). Etude de l'influence de conditions operatoires (concentration, vitesse de circulation et pression) menant a une modelisation de la filtrabilite
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Bui, Thi Hai Linh. "Removal of nitrate from water and wastewater by ammonium-functionalized sba-16 mesoporous silica." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/29620/29620.pdf.
Full textAbstract:
La présence de composés azotés en excès peut conduire à la pollution de l'environnement et des problèmes de santé. Les ions nitrates sont les composés azotés les plus couramment rencontrés dans les eaux usées issues des activités humaines telles que l'agriculture. Par conséquent, l'élimination des ions nitrate dans les eaux souterraines et les eaux de surface ainsi que dans les eaux usées est d'une importance capitale. Actuellement, les principales méthodes appliquées pour l'élimination des ions nitrate, comprennent les méthodes biologiques et physico-chimiques. Cependant, ces traitements présentent des lacunes et des limites, telles que des conditions de réalisations coûteuses et complexes.
Le procédé d'adsorption est considéré comme meilleur que les autres technologies de traitement des eaux usées, car sa conception est simple et son opération facile et économique, en plus de permettre de récupérer les ions nitrate. La technologie d'adsorption a été pratiquée avec succès dans l'élimination des ions nitrate avec divers matériaux comme adsorbants. Dans cette thèse, la silice mésoporeuse SBA-16 fonctionnalisée avec des groupements ammonium a été synthétisée et utilisée comme adsorbant potentiel pour l'élimination des ions nitrate dans l'eau potable et les eaux usées. Ceci est principalement dû à leur grande surface spécifique, leur méso-structure ordonnée et leur capacité de fonctionnalisation par différents groupes fonctionnels de surface. Le processus de fonctionnalisation de la SBA-16 avec des groupements amines (des groupes mono-, di- et tri-ammonium) peut être réalisé par deux méthodes: le procédé de greffage post-synthèse et par co-condensation. L'influence du pH de la solution, de la température d'adsorption, des ions compétitifs, de la charge en adsorbant et du rapport molaire organoalkoxysilane / silice a été étudiée par une série d'expériences d'adsorption en mode discontinu.
Comme indiqué par les résultats de cette étude, la SBA-16 fonctionnalisée par greffage post-synthèse montre de meilleures performances en termes de pourcentage d'élimination des polluants et de capacité d'adsorption. La capacité d'adsorption maximale a été de 70,46 mg NO3-/ g d'adsorbant à une température de 5 ° C. Le processus d'adsorption a été très rapide et le temps d'équilibre a été atteint en moins de 5 minutes. La
capacité d'adsorption a été augmentée en même temps la concentration initiale. L'enlèvement maximal pour les ions nitrate a été observé à pH 3 et au-delà de pH = 3, il n'y'a pas d'effet significatif sur cette élimination. La capacité d'adsorption augmente avec la modification du type d'amine, en passant du mono-, di - et tri-ammonium.
En outre, les modèles d’adsorption tels que Freundlich, Temkin et Langmuir ont été appliqués aux isothermes obtenus. Les données d'équilibre d'adsorption sont en bon accord avec les modèles de Langmuir et de Temkin. De plus, les paramètres thermodynamiques ont été évalués pour le processus d'adsorption des ions nitrate. Les valeurs négatives des paramètres tels que l'enthalpie (AH °) et l'entropie (ΔSo) constatées pour l'ensemble des modèles d'isotherme, indiquent respectivement que la réaction est exothermique, et que la disposition aléatoire de l'adsorbat est en baisse à l'interface solide / liquide.The presence of excess nitrogen (N) compounds can lead to environment pollutions and healthy problems. Also, nitrate ions are the commonly encountered N compounds in wastewater through human activities such as agriculture and human wastes. Therefore, removal of nitrate to diminish the concentration of nitrate in groundwater, surface water as well as in wastewaters is of prime importance. Normally, the major methods that have been applied for nitrate removal include biological and physicochemical technologies. However, current available treatments for nitrate removal have shortcomings and limitations such as high costs and complex operations. The adsorption process is considered better among other wastewater treatment technologies because of the simple design, easy and economical operation as well as allowing nitrate recovery. Adsorption technology has been found successful in nitrate removal by using various materials as adsorbents. In this thesis, ammonium-functionalized SBA-16 mesoporous silica was synthesized and used as potential adsorbent for nitrate removal in water and wastewater, which is due mainly to their large specific surface area, ordered meso-structure, and their functionalization ability by different surface functional groups. The functionalized SBA-16 process with amine groups (mono-, di- and tri ammonium silane) can be carried out through two methods: post synthesis grafting and co-condensation. The influence of solution pH, temperature, competitive ions, adsorbent loading and molar ratio organoalkoxysilane/silica was investigated by a series of batch adsorption experiments. As the results of this study, the mesoporous functionalized SBA-16 via post-synthesis grafting method exhibited higher performances in terms of percentage pollutant removal and adsorption capacities. The maximum adsorption capacity was found to be 70.46 mg NO3-/g adsorbent at temperature of 5oC. The adsorption was rapid at early stages of the treatment and the equilibrium was reached within 5 minutes. The capacity of adsorbent was increased with initial concentration. The maximum removal for nitrate was observed at pH of 3. The adsorption capacity increased with changing the amine type from mono-, di - to tri- ammonium silane groups. In addition, the parameters of adsorption process such as equilibrium adsorption isotherm and thermodynamic were investigated. The Freundlich, Langmuir and Temkin isotherm models were investigated. The adsorption equilibrium data were in good agreement with the Langmuir and Temkin isotherm models. The negative values of enthalpy (ΔH°) and entropy (ΔSo) were found for all of isotherm models. This indicates the exothermic character of nitrate adsorption process as well as the decrease in randomness at the solid/solution interface during the adsorption.
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Abdulkarim, Mouhamad. "Contribution à l'étude du rôle du support dans la fixation bactérienne : application à l'élimination biologique des nitrates dans les effluents industriels." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1997. http://www.theses.fr/1997ECAP0570.
Full textAbstract:
Le traitement des effluents industriels en Europe devient une préoccupation majeure dans le domaine de la protection de l'environnement. Comme chacun le sait, la forte concentration en nitrates est devenue un problème majeur pour la qualité des eaux potables. En effet, les nitrates et les nitrites posent un problème de santé publique, d'où l'intérêt de trouver des procédés plus performants pour limiter de plus en plus les rejets des composés azotés. Les méthodes biologiques notamment les procédés biologiques à lit fixe conduisent à des rendements volumineux très élevés. Il s'agit d'un procède au cours duquel les bactéries Denitrifiantes Anaerobies facultatives utilisent les nitrates comme accepteur final d'électrons à la place de l'oxygène de l'air dans la chaine respiratoire les transformant en azote gazeux. Le procédé choisi mettant en jeu un couple bactérie/support, la caractérisation physico-chimique de ce couple représente donc un axe clé de notre recherche. Le choix d'un tel couple sera réalisé à l'issue d'une batterie de tests d'adhésion en mode statique et donnera lieu à des études de dénitrification dans un bioréacteur à lit fixe. Les travaux ont été réalisés sur la base de deux bactéries dénitrifiantes Paracoccus Denitrificans et Pseudomonas Denitrificans. Les différentes expériences réalisées jusqu'à présent sur des supports variés, nous ont conduits à choisir le PVC, quatre variétés de PVDF et le PTFE comme support pour l'immobilisation bactérienne. Des mesures d'angle de contact sur les matériaux et les bactéries ont permis de déterminer les forces d'adhésion pour chaque couple et des essais systématiques de fixation ont été réalisés. Enfin des essais de dénitrification en continu sur des micropilotes ont été effectués afin de suivre le taux de transformation des nitrates. Les résultats des tests d'immobilisation devraient permettre par la suite de modéliser le comportement bactérien de Paracoccus Denitrificans et Pseudomonas Denitrificans au cours de la dénitrification, dans le cadre d'applications industrielles. Ceux-ci nous permettraient de conclure quant à l'existence d'une relation entre les propriétés respectives du support et de la bactérie, et l'efficacité de la dénitrification en continu.
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Pellegrin, Marie-Laure. "Détermination des vitesses de nitrification-dénitrification dans un bioréacteur à membranes immergées fonctionnant en aération séquencée : contrôle et optimisation du séquençage de l'aération." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20088.
Full text
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Akunna, Joseph Chukwuemeka. "Dépollution azotée des effluents méthanisés." Paris 12, 1993. http://www.theses.fr/1993PA120030.
Full textAbstract:
L'aptitude a denitrifier des boues methanogenes strictement anaerobies a d'abord ete examinee en utilisant des reacteurs anaerobies infiniment melanges, alimentes par un effluent contenant un compose carbone synthetique fermentescible (le glucose). Aux rapports dco/n-nox eleves, l'ammonification etait la voie principale de reduction des nitrates et nitrites. Lorsque ce rapport diminuait, l'ammonification diminuait au profit de la denitrification. Des experiences conduites en batch ont revele que l'ammonification ne se produisait que lors de la fermentation de substrats carbones tels que le glucose et le glycerol. En presence de substrats non fermentescibles tels que les acides acetique et lactique, aucune ammonification n'a ete mise en evidence, la denitrification etant la reaction principale observee. Un schema des intercations microbiennes et de l'utilisation des molecules carbonees dans un systeme integre de methanisation/reduction du n-nox a ete propose. La presence de nitrates ou de nitrites favorise la fermentation du glucose et du glycerol en acide acetique, leur fermentation en acide propionique etant inhibee. La presence de nitrates ou de nitrites inhibe la production de methane. Ces inhibitions sont reversibles. L'inhibition des bacteries productrices de methane parait etre liee a une action inhibitrice directe des nitrates plutot qu'a l'elevation du potentiel d'oxydoreduction. L'utilisation d'un filtre anaerobie a flux ascendant a permis d'ameliorer les taux de denitrification et de reduire considerablement l'effet inhibiteur des nitrates et nitrites sur les bacteries productrices de methane. La nitrification d'effluents methanises a egalement ete etudiee sur cultures fixees. Elle s'accompagne d'une oxydation de la dco residuelle. Enfin, la performance d'une serie des filtres anaerobie et aerobie a ete etudiee. Pour un taux de recyclage de 5, le rendement d'elimination de l'azote ammoniacal par nitrification puis denitrification etait de 72% et le rendement d'elimination de la dco superieur a 99%
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Anceno, Alfredo. "Dynamics and activity measurement of nitrogen converting bacteria underlying selected bioprocesses treating animal and municipal wastewater." Rennes 1, 2010. http://www.theses.fr/2010REN1S218.
Full textAbstract:
The work presented concerns the characterization of nitrifying and denitrifying microbial communities of a biological treatment process treating pig slurry in several operating configurations. First, possible biases associated with the use of molecular typing tools as 16SrDNA PCR-SSCP (Single Strand Conformation Polymorphism) were investigated in environmental matrices such as compost, pig manure, and soil. Then, the ammonium-oxidizing, nitrite-oxidizing and denitrifying bacteria present in the process were analyzed by PCR-SSCP of 16S rDNA, nosZ gene inventories, and / or quantification of nitrification (amoA, nxrB) and denitrification genes (napA, narG, nirS, nirK, norB, nosZ) by qPCR. These tools allowed following the start-up and operation of the treatment process in three configurations: (i) nitrogen removal reactor alone, (ii) nitrogen removal reactor coupled to the output of an anaerobic digester and bypass of a portion of the influent during the anoxic denitrification and finally, (iii) the same configuration as in (ii) with a sludge recirculation. Analysis of reactor operation, coupled with measurement of the biomass nitrifying activity by respirometry, and the characterization and quantification of microbial groups involved in the nitrogen cycle, shows the development of a nitritation-denitritation pathway in process configuration (iii) which is accompanied by the dominance of ammonium-oxidizing bacteria, reduction of nitrite-oxidizing, and a fluctuation of heterotrophic denitrifying bacteriaLes travaux présentés concernent la caractérisation des communautés microbiennes nitrifiantes et dénitrifiantes d'un procédé de traitement du lisier de porcs selon plusieurs configurations de fonctionnement. Tout d'abord, les biais liés à l'utilisation des outils de typage moléculaire des ADNr16S par PCR-SSCP (Single Strand Conformation Polymorphism) ont été investigués sur des matrices environnementales telles que le compost, le lisier de porcs et le sol. Ensuite, les bactéries ammonium-oxydantes, nitrite-oxydantes et dénitrifiantes du procédé ont été analysées par PCR-SSCP des ADNr16S, réalisation d'inventaires du gène nosZ, et/ou quantification des gènes de nitrification (amoA, nxrB) et dénitrification (napA, narG, nirS, nirK, norB, nosZ) par qPCR. Ces outils ont permis de suivre le démarrage puis le fonctionnement du procédé selon trois configurations de fonctionnement : (i) réacteur seul, (ii) réacteur couplé en sortie d'un digesteur anaérobie et dérivation d'une partie de l'influent lors de la phase anoxique de dénitrification, et (iii) même configuration que ci-avant avec une recirculation des boues. L'analyse du fonctionnement des réacteurs, couplée à la mesure de l'activité de nitrification de la biomasse par respirométrie et à la caractérisation et quantification des groupes microbiens impliqués dans la conversion de l'azote, montre la mise en place du processus de nitritation-dénitritation dans la configuration (iii) du procédé qui s'accompagne de la dominance des bactéries ammonium-oxydantes, de la diminution des nitrite-oxydantes, et d'une fluctuation des bactéries dénitrifiantes hétérotrophes
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Tizghadam, Ghazani Mostafa. "Etude des performances et optimisation d'un réacteur cascade à biomasse hybride pour le traitement des eaux usées urbaines." Limoges, 2007. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/64980613-b375-43bd-ae4b-8816e68604b1/blobholder:0/2007LIMO4027.pdf.
Full textAbstract:
Afin de résoudre les problèmes liés à la surcharge organique de certaines stations et d’améliorer plus généralement les performances épuratoires vis-à-vis de la pollution azotée et phosphorée, la transformation des stations de traitement à boues activées peut être envisagée avec l’adjonction dans le bassin d’un support de microorganismes. On couple alors à une culture libre d'un réacteur un système à culture fixée ; le procédé est dit « hybride ». Un Réacteur Cascade à Biomasse Hybride (RCBH) est un nouveau réacteur multi-étagé au sein duquel l’effluent circule alternativement de manière ascendante et descendante et dans lequel sont immergés des matériaux supports de développement d’un biofilm bactérien. Ce type de réacteur hybride, doit permettre l’amélioration du traitement du carbone organique, le couplage au sein du même bassin des réactions de nitrification et de dénitrification biologique, avec une amélioration de la décantabilité des boues (minimisation du « bulking »filamenteux grâce au type d’écoulement choisi dans le réacteur). Les objectifs de ce travail ont été d’étudier les performances du RCBH afin d'évaluer les possibilités de réduction des dimensions des installations de type boues activées tout en permettant un traitement du carbone et de l’azote. Quatre réacteurs aérés de même volume utile, alimentés soit par un effluent synthétique soit par un effluent réel, ont été comparés en terme de performances : un réacteur parfaitement agité en culture libre (RPA), un réacteur cascade en culture libre (RC), un réacteur hybride dans un bassin parfaitement agité (RPABH) et un réacteur cascade avec support bactérien (RCBH). (Pour ce dernier réacteur, le fonctionnement avec des conditions aérobie-anoxie a également été étudié). L’hydrodynamique des réacteurs a été caractérisée afin d'en évaluer la contribution sur l’élimination des pollutions carbonées et azotées, et sur la décantabilité de la boue. Dans un second temps, les conditions de fonctionnement des réacteurs ont été modifiées afin d’apprécier leur importance sur les mécanismes d’élimination du carbone et de l’azote : charge massique, charge volumique en azote, temps de séjour hydraulique, âges des boues. Enfin, les paramètres régissant les performances de l’élimination du carbone, les réactions de nitrification et de dénitrification ont été étudiés pour des conditions expérimentales contrôlées et maintenues pendant de longues périodes de fonctionnement. Dans ces conditions, lors d’une alimentation avec un effluent urbain, les rendements de l’élimination de la DCO totale dans les réacteurs RPA, RPABH, RC et RCBH sont respectivement de 89, 92, 91 et 93% et dans le même ordre, les rendements de l’élimination de l’azote ammoniacal sont respectivement de 20, 29, 88 et 89%. Les modifications de l’hydrodynamique et la mise en œuvre de la biomasse dans le bassin d’aération aboutissent à l’amélioration des performances épuratoires de l’installation. La configuration d'un RCBH séquencé aérobie-anoxie avec deux compartiments d’anoxies en tête est optimisée pour obtenir une concentration en DBO5 inférieure à 30 mgO2. L-1 et une concentration en azote total inférieure à 10 mgN. L-1 dans le rejet. La configuration compartimentée du bassin d’aération facilite la mise en place des zones aérobies- anoxies dans le réacteur et permet l'élimination de 90% de la pollution azotée (azote kjeldahl). Cette valeur est de 38% pour un système classique dans les mêmes conditions expérimentales. De plus, la configuration du réacteur cascade permet de mettre en place la nitrification-dénitrification dans un même réacteurIn order to solve the problems involved in the organic overload of certain wastewater treatment plants and more generally to improve their performances with respect to nutrients removal, the transformation of the activated sludge treatment plants can be achived with the addition of a biofilm support in the aeration basin. We coupled a suspended growth system with an attached growth system into the same reactor; the process is known as “hybrid”. The cascaded reactor with hybrid biomass (RCBH) is a novel multistage reactor design using a series of baffles designed to force the wastewater to flow alternatively under and over the baffles, in which the supports for development of a biofilm immersed. This type of hybrid reactor, allows the improvement of the treatment of organic carbon, the coupling of the biological nitrification and denitrification within the same basin, with the improvement of the sludge settleability (minimization of the filamentous “bulking” related to the type of flow in use in the reactor). The aims of this work were to study the performances of the RCBH in order to evaluate the possibilities of dimension reductions of the activated sludge plant installations while allowing the carbon and nitrogen treatment. Four aerated reactors with the same effective volume alimented either by a synthetic effluent or by a domestic wastewater, were compared in term of the performances: a suspended growth completely mixed reactor (RPA), a suspended growth cascaded reactor (RC), a hybrid growth completely mixed reactor (RPABH) and a hybrid growth cascaded reactor (RCBH). (For the latter reactor, operation with aerobic- anoxic conditions was also studied). The hydrodynamics of reactors were characterized in order to evaluate its contribution in the elimination of carbonaceous and nitrogenous pollutions, and the sludge settleability. In the second time, the operating conditions of the reactors were modified in order to appreciate their influence on the mechanisms of elimination of carbon and nitrogen: mass loading, nitrogen loading, hydraulic retention time, sludge age. Lastly, the parameters influencing the performances of the carbon elimination, the nitrification and denitrification were studied for the control and maintenance of the experimental conditions. Where the systems was feded with the domestic wastewater, the COD efficiencies in RPA, RPABH, RC and RCBH are 89, 92, 91 and 93% respectively and in the same order, the ammonia nitrogen efficiencies 20, 29, 88 and 89% are respectively. The hydrodynamics modifications and the biomass implementation in the aeration basin leaded to the improvement the efficiency of the installation. The configuration of a RCBH sequenced aerobic-anoxic with two anoxic compartments at the head of the reactor, was optimized to obtain a concentration in DBO5 lower than 30 mg O2. L-1 and a total nitrogen concentration below 10 mgN. L-1 in effluent. The compartmentalized (cascade) configuration of the aeration basin facilitated the installation of the aerobic-anoxic zones into the reactor and allowed the elimination of 90% of kjeldahl nitrogen. This value was 38% for a traditional system under the same experimental conditions. Moreover, the configuration of the cascaded reactor made it possible to set up nitrification-denitrification in the same reactor
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Bouguerra, Maissa. "Étude de l'élimination des ions nitrate dans les effluents agroalimentaires au moyen d'un adsorbant organosilicate mésoporeux." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/26966/26966.pdf.
Full text
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Boursier, Hélène. "Etude et modélisation des processus biologiques au cours du traitement aérobie du lisier de porcs en vue d'une optimisation du procédé." Toulouse, INSA, 2003. http://www.theses.fr/2003ISAT0026.
Full textAbstract:
Dans les régions d'élevage intensif, notamment d'élevage porcin, la pollution des ressources aquatiques et la réglementation ont contraint les exploitations à se doter de stations de traitement des lisiers de porcs. Afin de fiabiliser et d'améliorer la gestion et le dimensionnement de ces stations, ce travail s'est concentré sur la mise au point d'un modèle de simulation du procédé d'élimination d'azote par aération intermittente. Pour cela, le contenu azoté et carboné du lisier brut a tout d'abord été caractérisé. La matière organique biodégradable représente 19 à 72% de la DCO totale du lisier et varie fortement au cours du temps et d'une exploitation à l'autre, entraînant parfois une carence en DBO pour la dénitrification. Un modèle numérique a été développé pour estimer les variations temporelles de ces caractéristiques (quantités et biodégradabilité de l'azote et du carbone) en fonction de l'exploitation. Ensuite, des expériences effectuées sur un pilote de laboratoire ont mis en évidence que le processus de nitrification suivi du processus de dénitrification en phase anoxie sont responsables de 90% de l'élimination de l'azote au cours du traitement. Les résultats indiquent que la nitrification est fortement influencée par la concentration en O2, la température et le piégeage de NH4+ par précipitation et/ou adsorption sur le floc bactérien, mais est peu limitée par la présence de NH3. Finalement, un modèle dynamique de simulation du procédé biologique, comprenant notamment une séparation des étapes de nitritation et de nitratation, a été adapté, calibré et validé sur les données expérimentales obtenues. Ce modèle biologique, couplé au modèle permettant d'estimer les caractéristiques du lisier brut, constitue maintenant un outil efficace pour déterminer, en fonction des caractéristiques du lisier, les stratégies optimales de gestion et de dimensionnement des stations de traitementIn intensive animal production areas, specially pig production, water pollution and national regulation have led the pig production farms to implement wastewater treatment plants for pig slurry. Aiming at improving the design and operation of these plants, the present work was focused on the development of a model simulating the nitrogen removal during intermittent aeration process. For this purpose, raw slurry carbon and nitrogen content was first characterized. Biodegradable organic matter represents from 19 to 72% of raw slurry total COD and is highly variable with time and depending on the piggery farm, sometimes resulting in a BOD deficiency for denitrification. A numerical model was developed in order to estimate the time variations of pig slurry characteristics depending on the breeding farm. Secondly, treatment experiments carried out on a pilot-scale reactor pointed out that nitrification followed by anoxic denitrification were responsible for 90% of the nitrogen removal in the reactor. Results suggest that nitrification is influenced by the O2 concentration, temperature and the entrapment of NH4+ by precipitation and/or adsorption on the sludge floc, but is not limited by the presence of NH3. Finally, a dynamic simulation model, including a separation between nitritation and nitratation, was adapted, calibrated and validated on pilot experimental data. This biological model, coupled with the model allowing to estimate raw slurry characteristics, constitutes now an efficient tool to determine, according to raw slurry characteristics, the optimal strategies for designing and operating the treatment plants
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Babou, Kammoe Romuald Brice. "Élimination des ions ammonium de solutions aqueuses par la silice mésoporeuse (SBA-15) fonctionnalisée avec des groupements organiques acides." Doctoral thesis, Université Laval, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25183.
Full textAbstract:
La pollution de l'eau résultant de la présence excessive de nutriments azotés issus de pratiques agricoles et des activités humaines telles que la décharge des eaux usées domestiques et industrielles est devenue un problème environnemental majeur. L’objectif principal de cette étude est l’optimisation de la formulation de nouveaux adsorbants pour l’élimination des ions ammonium contenus dans les effluents d’origine agricole. À cet effet, deux matériaux mésoporeux fonctionnalisés avec des groupements arène et propyl-sulfonique acides par cocondensation et greffage post-synthèse d’une part et un nouvel adsorbant contenant un groupement benzénique ponté d’autre part ont été synthétisé. Ils ont été caractérisés et testés en modes discontinu et en continu. Les adsorbants arène et propylsulfonique acides avec un rapport molaire organosilane/silice de 20% affichent une capacité maximale d'adsorption d'environ 25 mg NH4+/g à la température la plus basse étudiée (5°C). Pour une concentration initiale d'ammonium donnée, l'efficacité d'élimination (W) augmente avec l'augmentation de la charge en adsorbant. La capacité d'adsorption s’est améliorée avec l'augmentation du rapport molaire organosilane/silice pour atteindre 42 mg de NH4+/g avec un rapport de 40 % à 25° C. Les données d'équilibre des deux adsorbants suivent le modèle de Langmuir et le modèle cinétique de pseudo second ordre est celui qui décrit le mieux leur comportement cinétique. Les valeurs négatives de l'enthalpie (ΔH°) et de l'entropie (ΔS0) obtenues indiquent que la réaction est exothermique et qu’il y a baisse de l'arrangement aléatoire de l'adsorbat à l'interface solide/liquide, respectivement. Enfin, les adsorbants sont facilement régénérés et ont maintenu leurs capacités d'adsorption après cinq cycles consécutifs d’adsorption-désorption. L’étude en continu a été réalisée avec l’adsorbant arène sulfonique synthétisé par greffage. Les résultats obtenus montrent que le temps de survenue des courbes de percée diminue avec l'augmentation du débit et de la concentration initiale, mais augmente avec l'augmentation de la hauteur du lit. Les modèles de Thomas et Yoon-Nelson ont permis une bonne prédiction des courbes de percée expérimentales. Enfin, les courbes de percée n'ont pas été modifiées après trois cycles consécutifs d’adsorption-désorption. Avec l’adsorbant contenant le groupement benzénique ponté, des capacités comprises entre 34 et 40 mg NH4+/g ont été obtenues.Water pollution resulting from the excessive presence of nitrogen nutrients arising from agricultural practices and human activities such as the discharge of domestic and industrial wastewater has become a major environmental problem. The main objective of this study is to optimize the formulation of new adsorbents for the removal of ammonium ions contained in agricultural runoff. For this purpose, two mesoporous materials functionalized with arene and propyl sulfonic acid groups by cocondensation and post-synthesis grafting on the one hand and a novel adsorbent containing a bridged benzene moiety on the other hand were synthesized. They have been characterized and tested in batch and continuous modes. Arene and propylsulfonic acid adsorbents with an organosilane/silica molar ratio of 20% show a maximum adsorption capacity of about 25 mg NH4+/g at the lowest temperature studied (5° C). For a given initial ammonium concentration, the removal efficiency (W) increased with increasing adsorbent loading. The adsorption capacity was improved by increasing the molar organosilane silica ratio to reach 42 mg NH4+/g with a ratio of 40% at 25 ° C. The equilibrium data of both adsorbents followed the Langmuir model and the kinetic pseudo second order model is the one that best describes their kinetic behavior. Negative values of the enthalpy (ΔH0) and entropy (ΔS0) obtained indicate that the reaction is exothermic and that there is downward of the random arrangement of the adsorbate at the solid/liquid interface, respectively. Finally, the adsorbents are regenerated easily and maintained their adsorption capacity after five consecutive cycles of adsorption-desorption. The continuous study was conducted with the arene sulfonic acid adsorbent synthesized by grafting. The results obtained show that the time of occurrence of breakthrough curves decreases with increasing flow rate and initial ammonium concentration, but increases with increased bed height. Thomas and Yoon-Nelson models allowed a good prediction of experimental breakthrough curves. Finally, the breakthrough curves were not changed significantly after three consecutive cycles of adsorption-desorption. With the adsorbent containing the bridged benzene group, adsorption capacities between 34 and 40 mg NH4+/g were obtained.
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Casellas-Français, Magali. "Mise en oeuvre, modélisation, optimisation et contrôle d'un procédé discontinu séquentiel (SBR) : application au traitement du carbone, de l'azote, du phosphore et des matières en suspension d'eaux résiduaires urbaines." Limoges, 2002. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/c7b8b1be-7f59-4700-ba14-86cff384c513/blobholder:0/2002LIMO0035.pdf.
Full textAbstract:
L’optimisation du traitement des eaux urbaines nécessite la mise en place de procédés fiables et un contrôle rigoureux du fonctionnement. Dans ce cadre, le procédé discontinu séquentiel SBR (sequencing Batch reactor) consistant en la succession de phases de réaction, de décantation et de purge au cours du temps est étudié. A cette fin, une méthodologie de développement fondée sur l’exploitation de résultats de simulations mathématiques, d’expérimentations en laboratoire, d’extrapolation à pleine échelle, et de protocoles de contrôle simples mais robustes est présentée. Le simulateur de procédé de traitement de l’eau ( « Benchmark ») associe un modèle de traitement des eaux (ASM n°1 de HENZE et coll. , 1986) et un modèle de décantation (TACKACS et coll. , 1991). L’association de ces deux modèles permet de simuler le fonctionnement d’un système d’épuration à boues activées. Une étude bibliographique exhaustive a permis de dégager des scénarios de fonctionnement d’un SBR susceptibles d’aboutir au traitement du carbone, de l’azote, du phosphore et des MES contenus dans une eau usée urbaine. Les différents cycles sont testés afin de dégager deux procédures : un cycles long et un cycle court. L’utilisation du Benchmark, suite à une mise en place critique de procédures d’identification des variables d’entrée des modèles, est étendue à l’élaboration de différentes stratégies d’amélioration de l’élimination de l’azote. Cette étude, couplée à une étude expérimentale de la déphosphatation, a abouti à la définition d’un cycle de 24 heures, améliorant les cinétiques de dénitrification et mettant en exergue les problèmes liés à la variation temporelle de la charge d’entrée. Afin d’y remédier, une méthode de contrôle et de fiabilisation du fonctionnement, fondée sur l’utilisation conjointe de trois capteurs : pH, potentiel rédox, oxygène dissous, est présentée et mise en oeuvre à l’échelle semi-industrielleWastewater treatment optimization requires the installation of reliable processes and a control of operating conditions. In this context, discontinuous processes like SBR, working on the principle of alternating reaction, settling and purge phases is investigated. A development process methodology based on the use of mathematical simulations, lab scale experiments, full scale extrapolation and simple but robust control strategies is reported. The Benchmark of wastewater treatment associates a wastewater treatment model (ASM n°1 ofHENZE et al. , 1986) and a settling conditions model (TACKACS et al. , 1991). Combining both models allows for the simulation of an activated sludge process operation. An exhaustive bibliographic study could highlight different scenarios of SBR operations able to achieve carbon, nitrogen, phosphorus and total suspended solids removal. Different time delays were investigated in order to identify two particular operating conditions : short cycles and long cycles. The use of the Benchmark associated with a critical identification of incoming variables of the model, was extended to the development of strategies for nitrogen removal improvement. This study, combined with an experimental study of phosphorus removal allowed to define a 24 hours cycle, improving denitrification rates but also highlighting problems related to temporal variations of incoming load. In order to solve this problem, a special procedure , based on the use of three sensors : pH, ORP, dissolved oxygen, was investigated and full scale commissioned, in order to control with accuracy operating conditions
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Plisson-Sauné, Stéphan. "Application de la mesure du potentiel d'électrode de platine au contrôle dynamique et à l'optimisation des stations d'épuration à boues activées faible charge éliminant l'azote." Toulouse, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAT0040.
Full textAbstract:
Ce travail presente les resultats obtenus lors de l'etude de l'utilisation du potentiel d'electrode de platine pour le controle des stations d'epuration a boues activees faible charge qui traitent le carbone et l'azote. Une premiere partie montre la relation qui existe entre l'oxygene et le potentiel d'electrode de platine, elle met aussi en evidence l'apparition de points d'inflexions sur la courbe du potentiel d'electrode de platine et les mecanismes qui en sont responsables. La deuxieme partie definit une nouvelle strategie de controle de l'aeration du bassin d'activation basee sur la detection des points d'inflexion. Enfin, la troisieme partie presente des essais de validation de cette strategie de controle en montrant la potentialite d'un gain substantiel sur la duree quotidienne d'aeration
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Pambrun, Vaitea. "Analyse et modélisation de la nitrification partielle et de la précipitation concomitante du phosphore dans un réacteur à alimentation séquencée." Toulouse, INSA, 2005. http://www.theses.fr/2005ISAT0049.
Full textAbstract:
Dans le cas du traitement d'effluents concentrés en azote ammoniacal (contenant 300 à 1000 mg N. L-1), une des voies d'optimisation envisageable est la nitrification partielle (avec arrêt au stade des nitrites), pour laquelle le verrou majeur est la conversion stable de l'ammoniaque en nitrite. Un réacteur opérant de manière séquencé (SBR) peut permettre de convertir en totalité l'ammoniaque nitrifiable d'un effluent en nitrites, les principaux paramètres à maîtriser étant le pH, la charge appliquée en azote ammoniacal, ainsi que la durée des cycles (périodes aérées). Un mode de contrôle du réacteur, mis en place au cours de cette étude et basé sur la mesure de l'activité respiratoire, permet d'optimiser la durée des cycles du procédé quelle que soit la concentration en azote ammoniacal de l'effluent à traiter et l'activité des micro-organismes. Ce système a permis d'atteindre une charge éliminée très élevée (2 kg N-NH4 +. M-3 j-1), et de garantir un rendement d'élimination de 100% de l'ammoniaque et une conversion maximale de l'azote en nitrites. Le mécanisme principal permettant de réaliser cette sélection de population semble être l'inhibition par l'ammoniaque. Un modèle qui décrit les deux étapes de la nitrification dans ce type de réacteur a été développé, identifié et validé. L'effluent traité dans cette étude contenant de fortes concentrations en phosphates et un rapport DCO/N faible, la boue produite par le procédé est riche en matière minérale et en bactéries autotrophes. L'étude de la précipitation concomitante du phosphore a montré un taux minimum d'élimination du phosphore de 40%, qui atteint 90% lorsque l'ammonium s'accumule transitoirement dans le réacteur. La réaction biologique, qui conditionne les variations de pH et la concentration en ammonium au cours du temps, génère des modifications de la précipitation. Ces paramètres orientent la précipitation soit vers la struvite, soit vers l'hydroxyapatite, qui ont été identifiés par analyse des spectres de diffraction X. Ce procédé adaptatif constitue une solution intéressante pour traiter simultanément l'azote et le phosphore, en minimisant les besoins énergétiques et en proposant une alternative de valorisation du phosphoreFor highly concentrated ammonia effluents (containing 300 to 1000 mg NH4 +-N. L-1), partial nitrification can be used to optimize the treatment process. The most challenging aspect is to maintain a long term stable nitrite accumulation. A sequencing batch reactor allows a total conversion of ammonia to nitrite. The main control parameters are pH, applied load and cycle duration time (aerated periods). Process control, based on on-line oxygen uptake rate, allowed to optimize the process cycle duration time, whatever was the influent ammonia concentration or the biological activity. With this system, a high loading was reached (2 kg NH4 +-N. M-3. J-1), with complete removal of ammonia and a maximal conversion of nitrogen into nitrite. The main biological mechanism was the inhibition of nitrite-oxidizing bacteria by free ammonia (NH3). A mathematical model was developed, calibrated and validated for the description of the two-step nitrification. The effluent used in this work contained a high phosphate concentration and a low COD/N ratio, and produced a sludge enriched in mineral matter and autotrophic bacteria. The concomitant precipitation of phosphorus showed a minimal phosphorus removal efficiency of 40%, reaching 90% when the ammonium concentration in the reactor was high. This adaptive process control offers a promising way to simultaneously treat nitrogen and phosphorus in the same reactor, minimizing energy needs and favoring the possible valorisation of the phosphorus present in the sludge
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Dioum, Abdou. "Élimination des ions nitrate en solution aqueuse par adsorption sur un organosilicate mésoporeux de type SBA-15." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/29710/29710.pdf.
Full text
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Baldijão, Pereira Lucia Beatriz. "Modélisation et simulation d'une station d'épuration des eaux usées urbaines par boues activées." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1996. http://www.theses.fr/1996INPL087N.
Full textAbstract:
Les stations d'épurations des eaux usées urbaines sont des systèmes dynamiques soumis à des variations importantes et non contrôlées de débit, de concentration et de composition des effluents qui les traversent. Les modèles mathématiques sont essentiels pour décrire, prédire et contrôler les variations de fonctionnement de ce procédé. L’objectif du présent travail est de réaliser un logiciel permettant une application pratique de cette modélisation. La modélisation s'appuie sur des mesures effectuées sur la station d'épuration de boues activées de Nancy-Maxéville qui ont mis en évidence le fort couplage entre des phénomènes hydrauliques, biologiques et physico-chimiques. La cinétique biologique du bassin d'aération est modélisée à partir du modèle n° 1 de l'IAWPRC, qui prendra en compte les interactions entre la pollution carbonée et la pollution azotée (nitrification et dénitrification). L’approche de type génie chimique est utilisé pour la modélisation hydrodynamique des principaux ouvrages de la station (décanteur primaire, bassin d'aération, décanteur secondaire) à partir d'opérations de traçage réalisés in situ. Les décanteurs sont modélisés par un modèle hydrodynamique du type couche-couronne afin de représenter le comportement bidimensionnel de l'écoulement
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Leon-Cruz, Angel. "Le bioréacteur à membranes : étude de cinétiques réactionnelles en anoxie et identification des paramètres de contrôle du procédé. Application au traitement des eaux." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20152.
Full textAbstract:
Ce travail est axe sur une etude phenomenologique d'un procede couple compose d'un bioreacteur, ou s'effectue en milieu anoxie une denitrification, et d'un module de separation de phases, par filtration sur membranes poreuses. La methodologie mise en uvre a permis : - de mesurer des parametres cinetiques (coefficient de maintenance et taux de conversion) et de definir un modele de controle de la bioreaction, - d'estimer la repartition granulometrique des fractions organiques dans la suspension, - de verifier les limites d'utilisation de modeles de colmatage des milieux membranaires.
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Di, Capua Francesco. "Sulfur-based denitrification of organic-deficient, acidic, low temperature and nickel contaminated waters in fluidized-bed reactors." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1106.
Full textAbstract:
La dénitrification autotrophe à l’aide de composés réduit de soufre est une approche intéressante pour le traitement biologique des contaminations azotées et des effluents pauvre en matière organique. La dénitrification autotrophe utilise des composés inorganiques comme sources d'énergie et de carbone. L'absence de matière organique élimine le besoin de post-traitements pour éliminer l'excès de carbone organique et limite la formation sous-produits d’oxydation dans le cadre de la production d’eau potable. Les eaux usées provenant des industries métallurgiques et minières ont généralement un faible pH, des températures basses et des concentrations élevées en métaux lourds. L'élimination biologique de l'azote est un défi parce que les bactéries dénitrifiantes prospèrent habituellement à pH neutre et à températures ambiantes (20-30 °C).Le but de cette thèse était de développer un procédé robuste de dénitrification à base de soufre dans des bioréacteurs à pH acide, températures psychrophiles (< 20 °C) et concentrations élevées en nickel. Le procédé a été optimisé au préalable avec des essais biologiques étudiant l'influence de la source de soufre (S2O32-, S0 biogénique et le synthétisé chimiquement), de la taille des particules de S0 (poudre et lentilles), de la culture dénitrifiante (cultures pures et mixtes de Thiobacillus) et de la température (6-30 °C) sur la cinétique de la dénitrification. L'utilisation de S2O32- et d’une culture pure de T. denitrificans ont permis d’atteindre des rendements de dénitrification les plus élevés. Le soufre élémentaire biogénique a été testé pour la première fois comme donneur d'électrons pour la dénitrification, montrant des taux de dénitrification 1.7 fois plus élevés que ceux obtenue avec de la poudre de S0 synthétisé chimiquement. Les taux de la dénitrification avec le S2O32- augmentent exponentiellement avec la température et les calculs avec l'équation d'Arrhenius donnent une énergie d'activation apparente Ea de 76.6 kJ/mol.Deux réacteurs à lit fluidisé (FBR) ont été utilisés pour étudier la dénitrification avec S2O32- à différents pH (5.25-7.00) et températures décroissantes (3-20 °C). Des rendements de dénitrification > 99% ont été observés pour eaux usés présentant des pH compris entre 5.75 et 5.30. L'addition d'une unité de carbonatation fournissant au biofilm du CO2 comme source de carbone supplémentaire, permettant une dénitrification complète à un pH de 4.75. Dans le même FBR, des taux de charge d'azote élevés (jusqu'à 3,3 kg N-NO3-/m3 d) avec le thiosulfate ont été maintenu à des températures aussi basses que 3 °C. L'impact de deux composés du Nickel (NiEDTA2- et NiCl2) sur la dénitrification à base de soufre a été étudiée dans deux FBR en parallèle à 20 (± 2) °C et des concentrations de nickel variant dans la gamme de 5-200 mg Ni/L. Dans des bioessais discontinues, 25-100 mg Ni/L de NiCl2 ont inhibée l'élimination de NO3- de 7-16%, alors qu'aucune inhibition n'a été observée avec NiEDTA2-. L'EDTA non complexée a inhibée la dénitrification à des concentrations supérieures à 100 mg/L. Les deux composés de Ni ont montré aucun effet négatif sur la dénitrification en FBR aux concentrations testées. Le bilan massique du nickel, la caractérisation de la phase solide et la modélisation thermodynamique ont révélé que des précipités de nickel ont été principalement éliminés avec l'effluent. Les phosphates, sulfures et oxydes de nickel ont été déterminés comme les principaux précipités de nickel et étaient principalement amorphe.Les FBRs se sont révélés être bioprocédés robustes pour l'élimination de l'azote à pH acide, pour des températures psychrophiles et des concentrations élevées de nickel. Les résultats de cette étude sont d'un grand intérêt pour le traitement des eaux souterraines et minières contaminés par les nitrates dans les régions froides du monde et également pour les eaux usées industrielles acides et chargées en métaux lourdsAutotrophic denitrification driven by reduced sulfur compounds is a promising and cost-effective biological nitrogen removal process, recommended for the treatment of organic-deficient waters, e.g. groundwater and several industrial wastewaters. Autotrophic denitrifiers utilize inorganic compounds as sources of energy and carbon. The lack of organics eliminates the need of post-treatments to remove excess organic carbon and limits the formation of harmful organic byproducts (e.g. trihalomethanes, THM), resulting in a clean and safe treatment also for drinking water. Wastewaters from mining and metal-finishing industry commonly feature low pH and temperatures as well as high heavy metal concentrations. Nitrogen removal from these waters is a technical challenge, since denitrifying bacteria usually thrives at circumneutral pH and ambient temperatures (20-30°C).The aim of this study was to develop a robust and efficient sulfur-based denitrification bioreactor process able to tolerate acidic pH, psychrophilic temperatures (< 20°C) and high nickel concentrations. The process was preliminary optimized in batch bioassays investigating the influence of sulfur source, i.e. thiosulfate (S2O32-) and biogenic and chemically synthesized elemental sulfur (S0), S0 particle size (powder and lentils), denitrifying culture (pure and mixed cultures of Thiobacillus) and temperature (6-30°C) on denitrification kinetics. The use of S2O32- and a pure culture of Thiobacillus denitrificans resulted in the highest denitrification rates. Biogenic S0 was tested for the first time as electron donor for autotrophic denitrification, showing 1.7-fold faster NO3- removal than that achieved with chemically synthesized S0 powder. The rates of thiosulfate-driven denitrification exponentially increased with temperature, being modeled according to the Arrhenius equation with an apparent activation energy Ea of 76.6 kJ/mol and a temperature coefficient Q10 of 3.0.Fluidized-bed reactors (FBRs) were used to investigate continuous thiosulfate-driven denitrification under decreasing feed pH (5.25-7.00) and temperatures (3-20°C). Denitrification efficiencies > 99% were observed at feed and effluent pH as low as 5.75 and 5.30, respectively. At lower feed pH values, the denitrification activity rapidly decreased due to an inorganic carbon deficiency. The addition of a carbonation unit providing CO2 as supplemental carbon source to the FBR biofilm allowed complete denitrification even at a pH of 4.75. In the same FBR, high-rate (up to 3.3 kg N-NO3-/m3 d) thiosulfate-driven denitrification was maintained at temperatures as low as 3°C. The impact of two Ni compounds, i.e. NiEDTA2- and NiCl2, on sulfur-based denitrification was investigated in a parallel FBR at 20 (±2)°C and feed Ni concentrations in the range of 5-200 mg Ni/L. Preliminary batch bioassays were carried out to assess Ni and free EDTA toxicity on sulfur-based denitrification. In batch bioassays, 25-100 mg Ni/L of NiCl2 inhibited NO3- removal by 7-16%, whereas no inhibition was observed with NiEDTA2-. Free EDTA inhibited sulfur-based denitrification at concentrations exceeding 100 mg/L. Both Ni compounds showed no detrimental effects on sulfur-based denitrification in FBR at the tested concentrations. Nickel mass balance, solid-phase characterization and thermodynamic modeling revealed that nickel precipitates were mostly washed out with the effluent, due to the slow Ni precipitation kinetics and high upflow velocities in the FBR. Nickel phosphate, sulfide and oxide were indicated as the main nickel precipitates and were mostly amorphous.FBRs were shown to be powerful and robust biofilm systems for nitrogen removal under acidic pH, psychrophilic temperatures and high nickel concentrations. The results of this study are of great interest for the treatment of NO3- contaminated ground and mining waters in cold regions (e.g. Canadian and Scandinavian regions) as well as acidic and heavy-metal-laden wastewaters
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Astorga, Zaragoza Carlos Manuel. "Techniques avancées d'observation et de commande non-linéaire pour le génie des procédés." Lyon 1, 2001. http://www.theses.fr/2001LYO10190.
Full textAbstract:
L'application des techniques avancées d'observation et de commande non-linéaire dans le génie des procédés est le thème abordé dans cette thèse. Ces applications sont orientées essentiellement vers deux types de procédés couramment rencontrés dans l'industrie : les biorécateurs et les réacteurs de polymérisation. Une stratégie de commande non-linéaire à modèle interne et une autre à horizon glissant ont été développées. Ces deux stratégies ont comme même objectif la régulation de la concentration de nitrate dans un bioréacteur de dénitrification d'eaux usées. Leurs performances sont testées en simulation en utilisant un modèle mathématique du bioréacteur. Dans le cas des réacteurs de polymérisation, deux cas sont traités. Premièrement, on synthétise un observateur continu-discret pour l'estimation de paramètres variants dans le temps qui n'ont pas le modèle mathématique pour la présentation explicite de leurs dynamiques. Cet observateur a été validé expérimentalement. Deuxièmement, l'utilisation de l'observateur continu-discret avec des algorithmes de commande géométrique pour, d'une part, la poursuite de trajectoire de la température de transition vitreuse dans le cas d'une copolymérisation radicalaire en solution et d'une autre part, la régulation de la composition cumulée du copolymère dans le cas d'une copolymérisation radicalaire en solution.
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Peytavin, Cécile. "Réduction des nitrates et nitrites en azote par Pseudomonas stutzeri : études cinétiques modélisation et simulation d'un système dénitrifiant." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL042N.
Full textAbstract:
La dénitrification est la réduction biologique des nitrates en azote par les bactéries. Pseudomonas stutzeri a été choisi pour représenter une population dénitrifiant dans un procédé de traitement des eaux usées. Le processus a lieu en deux étapes: réduction des nitrates (NO3-) en nitrites puis des nitrites (NO2-) en azote (N2). La cinétique de réduction des nitrates et de la réduction simultanée des nitrates et de l'oxygène a été étudiée à partir des cultures de Ps. Stutzeri afin de mettre en évidence les phénomènes cinétiques dominants dans le système. Dans un premier temps, les expériences ont été réalisées dans des conditions anaérobies en réacteurs discontinus et continus. L’accumulation des nitrites observée uniquement en culture discontinue est le résultat d'un système de réduction des nitrites plus faible que le système de réduction des nitrates. La réduction des nitrites en azote est l'étape limitante au cours de la dénitrification. Il existe une vitesse maximale de dénitrification égale à la vitesse spécifique maximale de réduction des nitrites. Ceci se traduit par une compétition entre la réduction des nitrates et la réduction des nitrites au niveau de la chaine de transport des électrons. Dans un deuxième temps, une étude cinétique a été réalisée dans des conditions micro-aérobies en réacteur continu. L’interprétation des résultats met en évidence une augmentation de la capacité respiratoire des cellules de Ps. Stutzeri et laisse supposer une augmentation du taux maximal de croissance lorsque les nitrates et l'oxygène sont réduits simultanément. La description d'un système dénitrifiant à l'aide d'un modèle non structuré permet de généraliser les hypothèses cinétiques à l'ensemble de la population dénitrifiante. Ce modèle qui a été établi pour simuler les cultures discontinues permet également de simuler correctement les cultures continues en régime stationnaire et en régime dynamique
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Constantin, Hervé. "La biodénitrification d'un effluent industriel fortement chargé : études cinétiques, conception d'un réacteur à lit fluidisé, et modélisation." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1995_CONSTANTIN_H.pdf.
Full textAbstract:
L’objectif général de ce travail est de trouver un procédé permettant le biotraitement d'effluents industriels chargés en nitrates. Dans un premier temps, des études cinétiques ont été menées sur des souches sélectionnées dans les boues issues des bassins de stockage (Pseudomonas sp. S1, et Staphylococcus sp. S2). Les cultures ont été réalisées en fermenteur de 2 litres en discontinu et en continu afin de trouver le substrat carboné adéquat, et de chercher la concentration limite en nitrate permettant la dénitrification de l'effluent dilué. L’acide acétique a été le substrat le plus intéressant comparé au méthanol, à l'éthanol et au glucose. La concentration maximale pour une dénitrification totale était de 37gNO3-/1. Dans une deuxième partie, un réacteur pilote à lit fluidisé de 50 litres à été dimensionné. Les premières études se sont portées sur l'hydrodynamique et sur le choix du support pour les bactéries. Le réacteur fonctionne en réacteur parfaitement agité. L’expérience a montré que le temps de développement du biofilm était de 1 mois, et que la dénitrification totale pouvait être atteinte. Enfin, dans une dernière partie, un modèle a permis d'interpréter le fonctionnement de l'association des deux souches. Il est basé sur les équations de Monod, et fait intervenir des phénomènes d'inhibition sur s1 et s2. La validation de ce modèle non structuré a été réalisée sur des cultures discontinues et continues pour différentes concentrations en nitrate
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Tan, Lea. "Anaerobic treatment of mine wastewater for the removal of selenate and its co-contaminants." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1103.
Full textAbstract:
Cette recherche visait à aborder l’effet des caractéristiques des eaux usées (c’est-à-dire les Co-contaminants, métaux lourds et pH) sur la réduction biologique du Séléniate (SeO42-), et évaluer l'intégration des processus et des configurations pour le traitement des eaux usées chargé de sélénium et de Co-contaminants.La première partie de l’étude portait sur l’effet des accepteurs de Co-électrons et le faible pH sur la bioremédiation du SeO42-, les études expérimentales a montré que le rapport molaire NO3- et SO42- à SeO42- a un facteur de contrôle en augmentant ou en diminuant l'efficacité de l'élimination du sélénium (Se). De plus, l'étude sur les interactions biofilm-Se a révélé la présence de NO3 ou de SO42- influence la spéciation Se, les niveaux de Se (Se0) biogénique et l'activité de la biomasse. Le fonctionnement du réacteur UASB (upflow anaerobic sludge blanket) avec une diminution progressive du pH influent de 7,0 à 5,5 a montré une performance d'élimination stable de NO3-, SO42 et SeO42- ,avant une diminution de 20% de l'élimination de tous ces composants à pH 5,0 En plus, le fonctionnement à long terme du réacteur UASB à pH 5.0 a l'enrichissement des familles Geobacteraceae et Spirochaetaceae, qui n'ont pas été détectés à pH> 5,0.La deuxième partie de l'étude a exploré l'efficacité de différentes techniques d'élimination pour le traitement de SeO42- avec des Co-contaminants. La comparaison des performances d’élimination SeO42- en présence de SO4-2 dans un filtre biotrickling (BTF) et un réacteur UASB a révélé que SO42- a largement influencé la croissance du biofilm attaché et l'élimination de SeO42-a augmentée de> 200%. D'autre part, l'élimination de SeO42- était similaire dans le réacteur UASB indépendamment de la présence ou de l'absence de SO42-. La caractérisation de la biomasse a révélé la formation de Se0 sphérique et de sulfure de poly-sélénium dans la biomasse des deux bioréacteurs. L'addition de Ni dans les deux bioréacteurs a entraîné une diminution des performances de suppression de SO42- et SeO42- de ~ 20-30%. L'élimination du Ni était> 80% dans les deux bioréacteurs. Ni a été éliminé par précipitation sous la forme de sulfure de nickel. L’évaluation du flux de processus pour l'élimination de SeO42- et SO42- a été effectuée en couplant la colonne d'échange d'ions (IX) et le bioréacteur UASB en utilisant soit un prétraitement (IX UASB), soit un post-traitement (UASB IX) pour le bioréacteur. Le schéma du processus de prétraitement a montré une meilleure efficacité d'élimination globale de 99% de SO42- et 94% de S totale atteignant <100 mg L-1 de SO42-, <0,3 mg L-1 de Se total et <0,02 mg L-1 de Se dissous dans l'effluent pendant 42 jours de fonctionnement continuThis research aimed at addressing the effect of wastewater characteristics (i.e. co-contaminants, heavy metals and pH) on the biological reduction of selenate (SeO42-) and evaluating process integration and configurations for selenium-laden wastewater treatment with co-contaminants. The first part of the study focused on the effect of co-electron acceptors and low pH on the bioremediation of SeO42-. Experiments showed that the molar ratio of NO3- and SO42- to SeO42- has a controlling factor in either increasing or decreasing the selenium (Se) removal efficiency. Additionally, study on biofilm-Se interactions revealed the presence of either NO3- or SO42- influences the Se speciation, biogenic Se (Se0) levels and biomass activity. Upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor operation with a gradual decrease in the influent pH from 7.0 to 5.5 showed a stable removal performance of NO3-, SO42- and SeO42-, before a 20% decrease in removal of all these components was observed at pH 5.0. Furthermore, long-term operation of the UASB reactor at pH 5.0 showed the enrichment of Geobacteraceae and Spirochaetaceae families, which were not detected at pH > 5.0.The second part of the study explored the effectiveness of different removal techniques for the treatment of SeO42- with co-contaminants. Comparing the SeO42- removal performance in the presence of SO42- in a biotrickling filter (BTF) and UASB reactor revealed that SO42- largely influenced the attached biofilm growth and increased SeO42- removal by > 200%. On the other hand, SeO42- removal was similar in the UASB reactor irrespective of the presence or absence of SO42-. Biomass characterization revealed the formation of spherical Se0 and poly-selenium sulfide in the biomass of both bioreactors. Addition of Ni in both bioreactors led to a decrease in SO42- and SeO42- removal performance by ~20-30%. Ni removal was > 80% in both bioreactors. Ni was removed via nickel sulfide precipitation. Evaluation of integrated process system for SeO42- and SO42- removal was conducted by coupling an ion exchange column (IX) and UASB bioreactor, using IX as either a pre-treatment (IX UASB) or post-treatment (UASB IX) unit for the bioreactor. The pre-treatment process scheme showed a better overall removal efficiency of 99% SO42- and 94% total Se reaching < 100 mg L-1 SO42-, < 0.3 mg Se L-1 total Se and < 0.02 mg Se L-1 dissolved Se in the effluent over 42 days of continuous operation
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Kostrytsia, Anastasiia. "Bioengineering optimization and microbial characterization of elemental sulfur-fueled denitrifying biofilms Nitrate removal effectiveness of fluidized sulfur-based autotrophic denitrification biofilters for recirculating aquaculture systems (2015) Aquacultural Engineering, 68, pp. 10-18." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC2188.
Full textAbstract:
De nos jours, la croissante population humaine et les ressources en eau limitées créent une demande pour des technologies durables de traitement des eaux usées. La dénitrification autotrophe à base de soufre élémentaire (S0) synthétisée chimiquement est une biotechnologie efficace et rentable pour l'élimination des nitrates (NO3-) des eaux usées carencées en substances organiques. Cependant, les propriétés hydrophobes du S0 synthétisé chimiquement limitent son utilisation pour la dénitrification. Par conséquent, l’objectif général de ce projet est d’optimiser les performances et d’explorer les mécanismes de traitement de la dénitrification au S0 dans les systèmes de biofilms, enquêtant l'élimination de NO3- et de nitrites (NO2-), ainsi que la compréhension des communautés microbiennes associées. Pour remédier aux limites des applications de dénitrification par S0 synthétisées chimiquement, la solubilisation de S0 avant la dénitrification et la dénitritation par S0 a été étudiée dans des essais biologiques en discontinu par une approche interdisciplinaire. Plus précisément, les expériences de biocinétique ont démontré que les taux de dénitrification et de dénitritation obtenus étaient respectivement de 20,9 et 10,7 mgN/L∙d. Une analyse microbiologique a mis en évidence la présence de la famille Helicobacteraceae sur des particules S0, probablement responsables de la solubilisation S0. En outre, le modèle d'hydrolyse du S0 catalysé par des organismes microbiens et de la dénitrification en deux étapes a été développé. L'analyse de sensibilité a identifié la dominance des paramètres liés à l'hydrolyse, et a suggéré que l'hydrolyse du S0 à base de surface à catalyse microbienne est l'étape limitante pendant la dénitrification par S0 synthétisée chimiquement. La dénitrification autotrophe avec biosulfure (ADBIOS), un sous-produit de la désulfuration biologique des gaz, a été étudiée dans des essais biologiques par lots comme solution technologique alternative pour le traitement de la pollution par le NO3- dans les eaux usées. Des biocinétiques de dénitrification et de dénitritation significativement plus élevées ont été obtenues avec le biosulfure par rapport au S0 synthétisé chimiquement, avec des activités spécifiques de 223,0 mg NO3--N/g VSS·d et 339,5 mg NO2--N /g VSS·d. Les genres Thiobacillus, Moheibacter et Thermomonas dominaient la communauté microbienne ADBIOS. Enfin, ADBIOS a été étendu au niveau du bioréacteur, et deux réacteurs de biofilm à lit mobile (MBBR) en double remplis de AnoxK1 (K1) et de nouveaux supports de biofilm AnoxK Z-200 (Z-200) ont été utilisés en continu pendant 309 jours. L'effet du taux de charge en nitrates (NLR) sur les performances d'ADBIOS a été évalué en diminuant le temps de rétention hydraulique (THS) de 72 à 21 h. Les taux de dénitrification de 236 et 234 mg NO3--N/L·d ont été atteints à un THS de 24 h pour K1 et à un THS de 21 h pour le support Z-200, respectivement. D'après l'analyse de l'ARN, les mêmes microorganismes actifs, appartenant aux genres Thiobacillus, Truepera, Flavobacterium, Hyphomonas et Sphingopyxiz, dominaient les MBBR avec des porteurs K1 et Z-200, mais leur occurrence était différenteNowadays, the increasing human population and limited water resources create a demand for sustainable wastewater treatment technologies. Chemically synthesized elemental sulfur (S0)-based denitrification is an effective and cost-efficient biotechnology for nitrate (NO3-) removal from organic-deficient wastewaters. However, the hydrophobic properties of S0 constrain its utilization for denitrification. Therefore, the goal of this project is to optimize the performance and explore the treatment mechanisms of S0-fueled denitrification in biofilm systems, through the investigation of NO3- removal, and the understanding of the associated microbial communities. To address the limitation of the chemically synthesized S0-driven denitrification applications, S0 solubilization prior to S0-driven denitrification was investigated in batch bioassays. The biokinetic experiments demonstrated that the achieved denitrification and denitritation rates were 20.9 and 10.7 mg N/L∙d, respectively. Microbiological analysis detected the presence of the Helicobacteraceae family onto S0 particles, that was likely responsible for the S0 solubilization. In addition, the model of microbially-catalyzed S0 hydrolysis and subsequent two-step denitrification was developed. The sensitivity analysis identified the dominance of the hydrolysis-related parameters, and suggested that microbially-catalyzed surface-based S0 hydrolysis is the rate-limiting step during chemically synthesized S0-driven denitrification.Autotrophic denitrification with biosulfur (ADBIOS), a by-product of biological gas desulfurization, was investigated in batch bioassays as an alternative technological solution for treating NO3- pollution in wastewaters. Significantly higher denitrification and denitritation biokinetics were obtained with biosulfur compared to chemically synthesized S0, with specific activities of 223.0 mg NO3--N/g VSS·d and 339.5 mg NO2--N/g VSS·d. The Thiobacillus, Moheibacter and Thermomonas genera were dominating the ADBIOS microbial community.Two duplicate moving-bed biofilm reactors (MBBRs) with AnoxK1 (K1) and AnoxK Z-200 (Z-200) biofilm carriers were operated for 309 days. The effect of the nitrate loading rate (NLR) on the ADBIOS performance was studied by decreasing hydraulic retention time (HRT) from 72 to 21 h. The denitrification rates of 236 and 234 mg NO3--N/L·d were achieved at an HRT of 24 h for K1 and an HRT of 21 h for Z-200 carrier, respectively. Based on RNA analysis, the same active bacteria, belonging to Thiobacillus, Truepera, Flavobacterium and Hyphomonas genera, were dominating MBBRs with K1 and Z-200 carriers, but they varied in occurrence
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Filali, Ahlem. "Analyse et modélisation du traitement de l'azote dans un procédé de granulation aérobie hydride." Thesis, Toulouse, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAT0037/document.
Full textAbstract:
Dans ce travail, le traitement des nutriments et plus particulièrement celui de l’azote en procédé de granulation aérobie a été étudié. L’approche expérimentale a dans un premier temps eu pour objet de comparer la stabilité des caractéristiques physiques et microbiologiques d’agrégats développés dans deux réacteurs fonctionnant en alternances de phases anaérobie / aérobie ou anoxie / aérobie. L’opération d’un procédé de granulation aérobie en alternance de phases anoxie / aérobie a favorisé la stabilisation des performances de traitement de l’azote et notamment celle de la nitrification. Le développement d’une boue hybride comprenant une fraction de flocs et de granules a été observé. Dans le but d’évaluer comment le caractère hybride de la boue obtenue en conditions anoxie/aérobie oriente les performances et vitesses de transformation de l’azote, une caractérisation ex-situ des limitations au transfert d’oxygène au sein des flocs, granules et boue hybride a été réalisée par respirométrie. En complément, la localisation des espèces nitrifiantes par la technique d’hybridation fluorescente in situ (FISH) a été réalisée. Les résultats obtenus indiquent que la présence de flocs au sein d’une boue granulaire permet d’augmenter la vitesse de la nitrification, en particulier pour de faibles concentrations en oxygène dissous. D’autre part, il est ici mis en évidence la nécessité de contrôler simultanément le ratio floc/granules et la taille des granules en vue de l’optimisation du traitement de l’azote.Enfin un outil mathématique permettant de décrire les phénomènes réactionnels ayant lieu au sein d’une biomasse hybride a été développé. Celui-ci a été employé dans le but d’optimiser le fonctionnement du procédé hybride par l’évaluation de l’effet des propriétés physiques de la biomasse, et plus particulièrement de la proportion de granules en présence, pouvant conduire à une élimination efficace de l’azote et à l’augmentation de la robustesse du procédé vis-à-vis de diminutions ponctuelles de l’oxygène dissousIn this work, the treatment of nutrients, especially that of nitrogen in aerobic granulation process was studied.The experimental approach has initially been intended to compare the stability and the physical and microbiological characteristics of aggregates developed in two reactors operating in alternating anaerobic / aerobic or anoxic / aerobic conditions. The presence of a pre-anoxic phase promoted the stabilization of nitrogen removal performances and especially those of nitrification. The development of a hybrid sludge process containing a fraction of flocs and granules was observed.In order to evaluate and quantify the influence of the simultaneous presence of flocs and granules in the nitrifying activity of the hybrid sludge developed in the alternating anoxic / aerobic conditions, the nitrification rate and oxygen limitation of flocs, granules and hybrid sludge was assessed using respirometric assays at different dissolved oxygen concentrations. The spatial distribution of nitrifying bacteria was investigated using fluorescence in situ hybridization (FISH). Results indicated that the presence of flocs with granules could increase the rate of nitrification to transitory reductions of aeration. On the other hand, the optimization of nitrogen removal requires the simultaneous control of the floc to granule ratio and granule size.Finally, a mathematical model to describe the reaction phenomena taking place in the hybrid biomass was developed. It was used in order to optimize the operation of the hybrid process through the evaluation of the effect of physical properties of biomass, specifically the ratio of granules and flocs in the reactor that can lead to efficient removal of nitrogen and increase the robustness of the process
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Lahdhiri, Ameni. "Compréhension des processus biologiques dans les bioréacteurs à membrane : choix d'un outil simplifié de simulation et identification des critères déterminant le contrôle des processus." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS109.
Full textAbstract:
Les bioréacteurs à membranes (BRM), combinant l’épuration biologique des eaux usées à une étape de séparation membranaire, ont montré de très bonnes performances en matière d’élimination de la pollution organique et azotée. Cependant, cette technologie présente des surcoûts de fonctionnement liés essentiellement à l’énergie dépensée pour fournir l’aération nécessaire à l’activité biologique mais utilisée aussi pour lutter contre les phénomènes de colmatage membranaire. Afin de réduire ces besoins énergétiques, un BRM dit autotrophe a été mis en place. Il est caractérisé par une alimentation à une charge organique faible, dont plus de 60% est éliminé par un traitement physico-chimique préalable. De ce fait, le BRM autotrophe assure principalement le traitement d’azote, qui peut être affecté par la limitation en carbone organique nécessaire à la réaction de dénitrification. Ce travail a pour objectif d’étudier le comportement d’un tel système et d’identifier les paramètres déterminants. L’étude a été conduite expérimentalement et par modélisation. Deux campagnes expérimentales ont été réalisées en régime permanent à des charges organiques et des âges de boues différents, suivies d’une expérimentation en régime transitoire provoqué par une montée de la charge en azote ammoniacal. Les résultats des campagnes ont montré qu’il est possible de baisser le rapport de DCO/N jusqu’à 4,5 et l’âge des boues à 40j sans pour autant perturber la dénitrification. Ces résultats ont été appuyés par une modélisation dynamique s’appuyant sur un modèle ASM3s-SMP qui a été développé ensuite calibré sur l’ensemble des résultats expérimentaux. L’analyse du phénomène du colmatage de la membrane au cours de l’expérimentation a montré une tendance au colmatage relativement faible par rapport aux BRM opérant dans des conditions usuelles (DCO/N>10). L’effet du nettoyage mécanique induit par l’ajout d’un matériau granulaire dans le module membranaire s’est avéré peu important dans les conditions étudiées. Une modélisation en régime permanent a permis de développer les expressions des grandeurs caractéristiques du fonctionnement du BRM. Après avoir été validées par des simulations conduites en utilisant le logiciel GPS-X®Hydromantis, ces équations ont permis, au moyen d’approches de modélisation différentes (modèle simple, ASM1 et ASM3), de repérer les paramètres opératoires et cinétiques les plus influents et de déterminer par des expressions analytiques le rapport DCO/N minimal requis pour une réaction de dénitrification complèteMembrane Bioreactors (MBR) as a combination of biological wastewater treatment and a membrane separation step, showed high performances for organic and nitrogen compounds removal. However, this technology has high running costs linked to energy consumption for aeration. The latter has to be provided for the biological activity and for the membrane scouring that reduces membrane fouling phenomena. In order to decrease these expenses, an MBR called autotrophic was set. It is marked by low organic loading rates due to a physicochemical treatment removing more than 60% of the initial organic matter amount. Mainly, the autotrophic MBR is dedicated to nitrogen removal that can be influenced by the shortage of the organic substrate, needed to achieve the denitrification process. The aim of this work is the investigation of the behavior of such system and the identification of most determining parameters. Experimental and modeling studies were carried out. Two steady state experimental campaigns were performed at different organic loading rates and solid retention times. They were followed by an experiment at transient state induced by the nitrogen loading rate rise. Obtained results proved that operation at a COD/N ratio as low as 4.5 did not hamper the denitrification efficiency. Those results were reinforced by a dynamic modeling study based on a model called ASM3s-SMP that was developed and calibrated using the experimental results. Membrane fouling analysis during experimental campaigns showed low fouling propensities compared to MBR operating at more common conditions (COD/N>10). The mechanical cleaning effect due to the addition of a granular material to the membrane module was found insignificant in the case of these operating conditions.A steady state modeling study helped determining mathematical expressions of different variables, yields and rates describing the system operation. After a validation step based on simulations with the use of the GPS-X®Hydromantis software, these expressions associated to different modeling approaches (simple model, ASM1 and ASM3) allowed pointing out the critical operating and kinetic criteria in addition to the minimum COD/N ratio required for a complete denitrification reaction
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Schick, Joachim. "Traitement d'effluents aqueux pollués par des ions nitrate ou phosphate ou des hydrocarbures de type BTEX : utilisation d'une zéolithe naturelle modifiée (SMZ) ou de zéolithes synthétiques." Thesis, Mulhouse, 2010. http://www.theses.fr/2010MULH3991.
Full textAbstract:
Ce travail s'inscrit dans le cadre de la protection de l'environnement et s'intéresse spécifiquement à la dépollution d'effluents aqueux en vue de piéger d'une part les anions nitrate et/ou phosphate, responsables du phénomène d'eutrophisation, mais également le toluène, hydrocarbure couramment rencontré dans les effluents aqueux urbains et industriels ou les eaux naturelles. Le piégeage de ces polluants a été effectué sur des matériaux zéolithiques. Une grande partie des expérimentations utilise un matériau potentiellement efficace pour le piégeage des trois polluants cités plus haut, à savoir la SMZ ("Surfactant-Modified Zeolite"), classiquement préparée à partir d'une zéolithe naturelle, la clinoptilolite, et d'un tensioactif, le bromure d'hexadecyltriméthylammonium (HDTMA+). En piégeage d'ions nitrate, d'autres SMZ, réalisées à partir de zéolithes synthétiques (LTA, FAU) et diverses espèces organiques tensioactives ou non se montrent moins performantes que la SMZ classique, à l'exception d'un nouveau matériau préparé à partir de nanofeuillets de zéolithe MFI et modifié avec l'ion HDTMA+ (SMZN). Pour le piégeage des ions phosphate, les performances de la SMZ classique ont été comparées à celles de plusieurs zéolithes calciques. Enfin, le piégeage de toluène a été expérimenté sur quatre matériaux, la SMZ classique, un charbon actif et deux zéolithes hydrophobes, la silicalite-1 et la zéolithe bêta. Les expérimentations de piégeage ont été réalisées en système fermé ou en système ouvert. L'influence de la concentration initiale en polluants, du rapport liquide/solide, du débit de filtration, de la présence de compétiteurs et du temps de contact a été examinéeThis work concerns the environmental protection, specifically the treatment of aqueous effluents. Effluents containing nitrate and/or phosphate anions, responsible for the eutrophication phenomenon, and also toluene, which is commonly found in urban and industrial flows and natural waters, were specifically studied. The removal of these pollutants was performed on zeolitic materials. A large part of the experiments use a material potentially efficient to remove the three pollutants mentioned above, namely the SMZ ("Surfactant-Modified Zeolite"), conventionally prepared from a natural zeolite, clinoptilolite, and a surfactant, hexadecyltrimethylammonium bromide (HDTMA+). For nitrate removal, other SMZ, prepared from synthetic zeolites (LTA, FAU) and various organic species (surfactant or not) were less efficient than conventional SMZ except a new material prepared from zeolite MFI nanosheets and modified with HDTMA+ ion. The efficiency of the conventional SMZ for the phosphate ions uptake was compared with those of several calcic zeolites. Finally, removal of toluene was performed on four materials, conventional SMZ, an activated carbon and two hydrophobic zeolites, namely silicalite-1 and beta zeolite. Uptake experiments were conducted in batch-wise and fixed-bed column systems, the second representing a more realistic simulation of dynamic field condition The influence of the initial pollutant concentration, the liquid/solid ratio, the filtration rate, the presence of competitive species and the contact time was examined
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Mirzaei, Peyman. "Préparation de matériaux d’électrode pour l’élimination et la valorisation de polluants azotés." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1106.
Full textAbstract:
Les technologies de traitement physico-chimique et biologique des eaux usées ne permettent pas un traitement efficace de l’azote puisque 40% est encore rejeté en rivière. La thèse porte sur le développement de nouveaux matériaux d’électrode pour la conversion des polluants azotés (nitrates, urée) en produits valorisables (NH3, H2) ou inertes (N2). Le travail consiste à synthétiser des matériaux composites constitués de nanoparticules mono ou bimétalliques jouant le rôle de catalyseurs, dispersées dans des carbones de grande surface spécifique. La forme ultra-divisée permet d’augmenter les surfaces actives et ainsi réduire les quantités de métal. Ces produits sont caractérisés par Microscopie Electronique à Balayage et en Transmission, par analyses ICP et DRX pour décrire leur morphologie, composition et structure. Des études électrochimiques analytiques sont ensuite réalisées à l’aide d’une MicroÉlectrode à Cavité afin de déterminer l’activité électro-catalytique des matériaux et accéder à des aspects mécanistiques. La première partie de la thèse a concerné l’électro-réduction des nitrates. Des composites Cu-Rh/C et Cu-Ni/C avec différentes compositions ont été synthétisés par une méthode chimique consistant à imprégner le carbone par des sels métalliques puis à les réduire par NaBH4 en présence d’un surfactant (CTAB). Les particules présentent des tailles d’environ 2 nm de diamètre. Ces bimétalliques présentent des courants plus élevés que ceux obtenus avec des particules monométalliques. En particulier, dans le cas du système Cu-Rh, il a été mis en évidence un comportement « bi-fonctionnel » où le cuivre réduit les nitrates en nitrites et le rhodium les nitrites en ammoniaque. Des matériaux composites ont ensuite été synthétisés dans les mêmes conditions mais en utilisant un carbone greffé afin de contrôler la dispersion et l’ancrage des nanoparticules. Pour cela, les carbones sont préalablement greffés par des groupements aryle avec substituant puis décorés des nanoparticules métalliques. Le but est de déterminer les conditions de greffage optimales conduisant aux réactivités les plus élevées en contrôlant l’épaisseur des films organiques greffés et la nature du substituant (-SH, -NH2, -COOH). La seconde partie de la thèse a concerné l’électro-oxydation de l’urée. Cette réaction est généralement effectuée sur des matériaux à base de nickel et, d’après la littérature, l’ajout d’un co-élément permet de modifier les propriétés électrochimiques (potentiel, intensité). Une étude sur des composites bimétalliques Ni100-xMx / C avec M = Co, Rh, Mn, Fe (selon la méthode déjà décrite ci-dessus) a été conduite pour déterminer le rôle de différents co-éléments. Le rhodium est apparu comme l’élément apportant la meilleure intensité et la meilleure stabilité. Une étude plus complète a alors été réalisée avec la synthèse de composites Ni100-xRhx / C avec différentes compositions par réduction des ions métalliques sous Ar/H2 dans un four à température modérée (500°C). L'oxydation électrochimique de l'urée est significativement améliorée par l'ajout de rhodium qui induit une forte diminution de la taille des nanoparticules (de 15 nm pour le nickel et à 2 nm le rhodium). Ce travail de thèse a montré l’intérêt d’utiliser des catalyseurs bimétalliques dispersés dans des matrices carbonées pour le traitement de polluants azotés. Elle confirme par ailleurs que la Microélectrode à Cavité est un outil performant pour l’étude des poudres grâce à la bonne résolution des signaux électrochimiques. La perspective la plus intéressante de ce travail est de poursuivre l’étude de l’électrocatalyse de l’urée sur les Ni-M/C pour pouvoir dépolluer l’urine tout en produisant à faible coût de l’hydrogène comme moyen de stockage de l’électricité renouvelable. Il a permis d’initier des collaborations avec d’autres laboratoires et un industriel de l’assainissement des eaux en vue de traiter de l’urine collectée à la sourcePhysico-chemical and biological wastewater treatment technologies do not allow efficient nitrogen treatment since 40% is still discharged into rivers. The thesis concerns the development of new electrode materials for the conversion of nitrogenous pollutants (nitrates, urea) into recoverable (NH3, H2) or inert products (N2). The work consists in synthesizing composite materials made of mono or bimetallic nanoparticles acting as catalysts, dispersed in large surface area carbons. The ultra-divided shape increases the active surface and thus reduces the amount of metal. These products are characterized by Scanning and Transmission Electron Microscopy, ICP and DRX analysis to describe their morphology, composition and structure. Electrochemical analytical studies are then carried out using a Cavity MicroElectrode to determine the electro-catalytic activity of the materials and access mechanistic aspects.The first part of the thesis concerned the electro-reduction of nitrates. Cu-Rh/C and Cu-Ni/C composites with different compositions were synthesized by a chemical method consisting of impregnating the carbon with metal salts and then reducing them with NaBH4 in the presence of a surfactant (CTAB). The particles are approximately 2 nm in diameter. These bimetals have higher currents than those obtained with monometallic particles. In particular, in the case of the Cu-Rh system, a "bi-functional" behavior has been demonstrated where copper reduces nitrates to nitrites and rhodium reduces nitrites to ammonia. Composite materials were then synthesized under the same conditions by using grafted carbon to control the dispersion and anchoring of nanoparticles. For this, the carbons are previously grafted by aryl groups with a substituent and then decorated with metal nanoparticles. The aim is to determine the optimal grafting conditions leading to the highest reactivity by controlling the thickness of the grafted organic films and the nature of the substituent (-SH, -NH2, -COOH). The second part of the thesis concerned the electro-oxidation of urea. This reaction is generally carried out on nickel-based materials and, according to the literature, the addition of a co-element makes it possible to modify the electrochemical properties (potential, intensity). A study on bimetallic composites Ni100-xMx / C with M = Co, Rh, Mn, Fe (according to the method described above) was conducted to determine the role of the different co-elements. Rhodium appeared as the element providing the best intensity and the best stability. A more complete study was then carried out by synthesizing Ni100-xRhx / C composites with different compositions through the reduction of metal ions under Ar/H2 in a furnace at moderate temperature (500°C). The electrochemical oxidation of urea is significantly improved by the addition of rhodium which induces a strong decrease in the nanoparticle size (from 15 nm for nickel to 2 nm for rhodium). This thesis work has shown the interest of using bimetallic catalysts dispersed in carbon matrices for the treatment of nitrogenous pollutants. It also confirms that the Cavity Microelectrode is a powerful tool for the study of powders thanks to the good resolution of electrochemical signals.The most interesting perspective of this work is to continue the study of urea electrocatalysis on Ni-M/C to be able to depollute urine while producing hydrogen at low cost for chemical storage of renewable electricity. It has enabled collaborations to be initiated with other laboratories and a water purification industrial company to treat urine collected separately
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Lay-Son, Aguilera Meiling. "Epuration des eaux usées par lombrifiltration." Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20019.
Full text
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Fass, Sylvain. "Dénitrification des eaux en présence d'acides gras volatils." Nancy 1, 1994. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1994_0443_FASS.pdf.
Full textAbstract:
La dénitrification biologique des eaux représente un procédé extrêmement intéressant puisqu'il permet, via un mécanisme de respiration, d'éliminer la pollution azotée (nitrates et nitrites) sous forme de N2, i. E. Sans laisser de résidu. Pour réaliser cette réaction les microorganismes ont besoin d'un apport de substrat donneur de carbone et d'électrons, qui peut être le méthanol, l'eau usée. . . D'un point de vue économique, il est plus rentable de pouvoir utiliser les sous-produits de l'hydrolyse anaérobie partielle des boues activées tels les acides gras volatils (AGY) à courte chaîne (acides acétique, propionique, butyrique, valérique). L'objet principal de ce travail est de déterminer parmi les acides acétique, propionique, butyrique et valérique lequel de ces substrats permet d'éliminer les nitrates à la vitesse la plus élevée, et si possible avec la production de biomasse la plus faible.
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Cariven, Bernard. "Dephosphoration des effluents par voie biologique." Toulouse, INSA, 1986. http://www.theses.fr/1986ISAT0032.
Full textAbstract:
Situation du probleme de la dephosphoration par voie biologique et description des procedes appliques a l'echelle industrielle avant d'aborder l'etude experimentale d'un procede de contact-stabilisation. L'accent est mis sur le caractere instable des mecanismes de fixation du phosphore dans les cellules rendant impossibles des conditions de fonctionnement stables. La solution vise a inserer dans la chaine des composes phosphores intracellulaires un compose insoluble destine a stabiliser l'ensemble
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Vernus, Emmanuel. "Etude d'un procédé électrochimique en vue du traitement d'effluents de petites collectivités." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0047.
Full textAbstract:
Dans le cadre très général du traitement des effluents de petites collectivités, la mise en œuvre d'un procédé électrochimique de production de chlore a été étudiée, afin d'en déterminer les modalités d'application. Tout d'abord, l’électro-chloration a été comparée à la chloration chimique au cours d'essais réalisés en présence d'azote ammoniacal puis en présence d'uracile, désigné comme composé organique modèle. Ensuite, à des fins de simulation, 1' étude de la réduction par le fer du chlore produit par électro-chloration a été réalisée. On a pu alors montrer qu'avec un impact très faible sur la composition minérale le procédé était efficace en tant que traitement de désinfection d'eau de mer. Compte tenu de ses avantages en terme d'exploitation, de la composition des eaux à traiter et de 1' objectif de qualité fixé pour leur rejet, l'électro-chloration est de fait envisageable pour le traitement d'eaux usées de petites collectivités. En tenant compte, de plus, du contexte réglementaire, écologique et économique, un certain nombre d'installations sont en conclusion préconisables pour la constitution de filières de traitementWithin the framework of small communities' waste-water treatment, the implementation of an electrochemical process for chlorine production has been investigated to determine its application potential. The electro-chlorination process has been compared to the chemical chlorination, first in the presence of ammonia and then in the presence of uracil specified as an organic standard. Reduction by iron of the electrolytic chlorine has been carried out with the purpose of simulation. The overall process has been proved to be effective as a seawater disinfecting treatment with only a slight impact on the composition of the seawater. Because of its operating advantages, and considering the composition of the water to be treated and the objectives of treatment, electro-chlorination is suitable for small communities' waste-water treatment. In conclusion and regarding the regulatory, economical and ecological situation, a number of modules can be recommended for the setting up of treatment plants
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Moretti, Paul. "Performances, modélisation et limites d'un procédé à lit fluidisé associant culture libre et fixée (IFAS) pour le traitement du carbone et de l'azote des eaux résiduaires." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10214/document.
Full textAbstract:
Motivées par des normes de rejets en azote toujours plus sévères et par les besoins d'extension de certaines stations d'épuration, les agglomérations sont à la recherche de nouvelles technologies de traitement plus compactes et plus performantes. Dans ce sens, le procédé hybride, à lit fluidisé placé dans un réacteur de type boues activées (IFAS), est une nouvelle technologie de traitement du carbone et de l'azote très attractive. L'objectif de cette thèse est d'optimiser le dimensionnement du procédé IFAS en configuration trois bassins (anoxie/aérobie BA/aérobie IFAS) et d'apporter des recommandations sur la conduite du procédé (charge massique appliquée, température.). Pour cela, une double démarche expérimentale et numérique a été mise en place. Un pilote de 3 m3 alimenté en eau usée brute a été conçu, instrumenté et étudié pendant 2 ans au cours de 7 périodes stabilisées (entre 0,15 et 0,30 kgDBO5/kgMVSLM/j, température entre 10 et 22°C, et le séquençage de l'aération dans les bassins). La concentration en MES dans la liqueur mixte a été maintenue à 2,3 gMES/L et la concentration en oxygène entre 2 à 6 mgO2/L. Les capacités de nitrification du biofilm et de la liqueur mixte (NPRmax) ont été mesurées tous les 15 jours. Les performances d'élimination de l'azote (nitrification et dénitrification) et du carbone observées sont restées supérieur à 90% d'élimination pour une charge massique maximale de 0,30 kgDBO5/kgMVSLM/j entre 16 à 24°C. Le biofilm dispose d'une capacité de nitrification maximale de 0,90 gN/m2/j et tributaire des concentrations en oxygène dans la liqueur mixte (contraintes diffusionnelle). Le biofilm contribue en moyenne à hauteur de 60% du flux total nitrifié dans le réacteur IFAS pour des âges de boues < 5 jours à 16°C. La diminution du MLSRT en dessous de 4 jours a permis de limiter le développement des bactéries autotrophes dans la liqueur mixte (minimum 10% du flux total nitrifié par la liqueur mixte) mais pas de les supprimer totalement (apport de nitrifiante par détachement de biofilm)Motivated by the increasingly demanding discharge consents and by the need to improve overall treatment capacity, water authorities are uninterruptedly examining better performing and more compact wastewater treatment technologies. Thanks to its compactness and to its capacity to treat both organic matter and nitrogen at an affordable cost, the IFAS process represents an attractive addition to improve retrofitting-activated sludge plants performance. The main objective of this thesis is to optimize IFAS process with regards to key operation parameters such as dimensioning, F/M ratio by combining experimental and mathematical modelling approaches. A 3 m3 pilot IFAS fed with raw wastewater was operated at the experimental hall of La Feyssine wastewater treatment plant, Villeurbanne, for a period of 2 years. The IFAS process was separated in 3 tanks to treat organic matter and total nitrogen separately (anoxic/aerobic, suspended/aerobic IFAS). The experimental study was divided in 7 periods with different steady state operation conditions each. The feasibility of nitrification at steady F/M ratios (between 0,1S to 0,30 kgBODS/kgMLVSS/d), at constant temperatures (between 10 - 22°C) and at different oxygen supply rates was investigated. TSS in mixed liquor were maintained at 2,3 gMLTSS/L and oxygen concentration between 2 to 6 mgO2/L. Biofilm mass and combined nitrification capacity of biofilm and mixed liquor (NPRmax) were measured on a weekly basis. The removal performance was up to 90% for nitrogen and carbon treatment with a maximal F/M ratio of 0,30 kgBODS/kgMLVSS/d between 16°C to 24 °C. The biofilm was able to nitrify 0,90 gN/m2/d (NPRmax) depending on the oxygen concentration in the mixed liquor (diffusional limitation). Under the operating conditions tested in this study, biofilm was responsible for 40 to 70% of NOx-N production in IFAS reactor during nitrification. Decreasing the MLSRT to less than 4 days limits the growth of autotrophic bacteria in the mixed liquor but does not halt it completely
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El, Haité Halima. "Traitement des eaux usees par les reservoirs operationnels et reutilisation pour l’irrigation." Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2010. http://www.theses.fr/2010EMSE0569/document.
Full textAbstract:
La STEP de Benslimane dont les effluents épurés sont réutilisés pour l’arrosage du Golf, comporte un système de lagunage aéré suivi de quatre réservoirs opérationnels. L’évolution des paramètres de pollution entre l’entrée des réservoirs et leur sortie, laisse voir des abattements moyens de 60% pour la DBO5, 40% pour la DCO, 48% pour les MES et 98% pour les coliformes.L’évolution des teneurs des différents paramètres de pollution sous le même régime d’opération et les mêmes conditions climatologiques est synchrone dans les quatre réservoirs témoignant des mêmes performances.Les résultats de la qualité de l’eau le long de la colonne d’eau du réservoir entre 40 cm et 350 cm montrent une colonne homogène où toutes les réactions se déroulent en aérobiose.Ces réservoirs permettent le stockage et la quasi purification microbiologique des effluents. Ils constituent une solution pour les pays arides et semi-arides pour l’épuration et le développement agricoleBenslimane STEP is an aerated lagoons system followed by four operational tanks. The evolution of pollution parameters between input and output of the reservoirs, shows a removal of 60% for BOD5, 40% for COD, 48% for TSS and 98% for coliforms. Changes in concentrations of various pollution parameters under the same operating system and the same weather conditions is synchronous in the four reservoirs showing the same performance. The results of water quality along the reservoir's water column between 40 cm and 350 cm show an homogeneous column where all the reactions take place under aerobic conditions. These tanks can store and almost achieve a total microbiological purification of effluents. They are a solution to the arid and semi-arid areas for finishing of waste water and irrigation development
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Le, Hyaric Ronan. "Caractérisation, traitabilité et valorisation des refus de dégrillage des stations d'épuration." Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0087/these.pdf.
Full textAbstract:
Les opérations de prétraitement des eaux usées génèrent des déchets solides tels que les sables ou les refus de dégrillage. Ces derniers, compte-tenu du faible gisement qu’ils représentent, notamment vis-à-vis de la production des boues, n’ont pas fait l’objet d’études approfondies jusqu’à maintenant. Or, d’une part, les évolutions technologiques requérant un prétraitement poussé vont entraîner une augmentation des quantités de refus à traiter. D’autre part, les voies d’élimination actuelles, sous la pression réglementaire, seront de plus en plus inadaptées. Ce constat souligne donc l’importance de mener des recherches et de proposer des solutions alternatives pour une gestion pérenne de ces déchets. Le but de ce projet est d’identifier et de valider la (ou les) filière(s) de traitement qui semblent la (les) plus appropriée(s). La recherche de nouvelles filières de traitement nécessite une connaissance détaillée et actualisée du déchet considéré. Cette étude s’est ainsi attachée, dans un premier temps, à caractériser quantitativement les refus de dégrillage par la mise en place de plusieurs campagnes de prélèvements dans 5 stations d’épuration de la région Rhône-Alpes. Des analyses complémentaires menées en laboratoire ont permis une caractérisation qualitative de ces déchets, avec en particulier l’étude de leur composition par catégories de matériaux et l’analyse de leur matière organique. La caractérisation des refus de dégrillage a permis de sélectionner 4 traitements potentiellement adaptés aux caractéristiques du déchet et aux objectifs à atteindre. Chaque traitement a fait l’objet d’une étude à l’échelle « pilote » afin de déterminer leur performance technique. Enfin, une étude technico-économique sur la gestion des refus de dégrillage a été réalisée en intégrant les traitements précédemment étudiés. Cette approche a permis d’établir des hypothèses sur les solutions disponibles pour une gestion optimale des refus de dégrillageOperations of pre-treatment of municipal wastewaters generate solid wastes such as sand or screenings. Due to their relatively small production, compared to sludge production, little attention has been paid to this type of waste. However, in one hand, increasing production may be expected as a consequence of technological evolutions requiring fine screening pre-treatments. In other hand, present methods of disposal, submitted to the constraints of waste regulations, are compromises. This assessment underlines the importance to investigate and propose alternative solutions for sustainable management of these wastes. The aim of this project is to identify and validate the most appropriate treatment lines for screenings. The research of new treatment lines requires a detailed and updated knowledge of the waste. This study initially strived to characterize the production of screenings by the implementation of several sampling campaigns in 5 WWTP in the region Rhone-Alpes. Further analysis conducted in the laboratory led to a qualitative characterization of these wastes, with particular consideration of their composition by categories of materials and the study of their organic matter. The characterization of screenings allowed us to select 4 treatments potentially adapted to the characteristics of the waste and objectives to reach. Each treatment was investigate with a "pilot-scale" experimentation to determine their technical performance. Finally, a study about the management of screenings, based on both technical and economical criteria, was performed by integrating the previously treatments investigated. This approach helped us to make hypothesis about available solutions for optimal management of screenings, according to treatments and methods of disposal considered
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Badin, Anne-Laure. "Répartition et influence de la matière organique et des microorganismes sur l'agrégation et le relargage de polluants dans des sédiments issus de l'infiltration d'eaux pluviales urbaines." Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0022/these.pdf.
Full textAbstract:
En ville, les eaux pluviales sont parfois collectées et infiltrées à travers des bassins d’infiltration (BI). Cette pratique pourrait conduire au transfert de pollution de la ville vers les nappes d’eaux souterraines. Cette étude a eu pour but d’apporter des éléments de réponse à la question suivante : les sédiments déposés à la surface des BI par l’infiltration des eaux pluviales constituent-ils une source de pollution ? Par la caractérisation biophysicochimique de différents prélèvements de sédiments, nous avons montré que l’état physicochimique et biologique de la couche sédimentaire évolue en fonction de l’état hydrique des BI. L’agrégation a été particulièrement étudiée. Les rôles agrégeant de la matière organique, de certains microorganismes et des faibles teneurs en eau ont été soulignés. Nous avons notamment observé la distribution préférentielle de molécules organiques de haut poids moléculaires et de Cyanobactéries dans les agrégats. Par l’étude de la fraction mobilisable lors du pas-sage de l’eau, nous avons montré que l’état physicochimique et biologique des sédiments influence leurs capacités de relargage de contaminants. La mobilisation de particules, de contaminants métalliques, organiques et de bactéries est plus importante à partir de sédiments humides. Plus que la seule teneur en eau, l’historique hydrologique récent des sédiments semble un paramètre déterminant leur capacité de relargage : récemment perturbés, ils relargueraient plus. Cette thèse invite à considérer les sédiments issus de l’infiltration des eaux pluviales non plus seulement comme des matériaux pollués et une source de transfert de contaminants, mais aussi comme des milieux de surface riches en nutriments et en diversité microbiennes, jeunes et aux conditions de vie extrêmesIn urban area, stormwater are often collected and infiltrated towards infiltration basin (IB). Then, contamination could be transferred from city to groundwater resources. This study provides pieces of answer to the following issue: are the deposited sediment at the surface of IB during stormwater infiltration a contamination source? By characterization of various sediment samplings, the sediment biological and physicochemical state was shown to change with the hydric status of the IB. Aggregation was particularly studied. Influences of Organic Matter (OM), microorganism and low water content in aggregation processes were underlined. Preferential distribution of high molecular weight organic compounds and Cyanobacteria inside aggregates were notably observed. By the study of the mobile fraction of sediments when water pass through, we have shown that the ability of contaminant to be leached from sediments changes with the biological and physicochemical characteristics of the sediment. Particles, heavy metals, organic compounds and bacteria were highly leached from moist sediment than from dry one. Results demonstrated that not only water content is influent but also the hydrologic former history: leaching from recently disturbed sediment is higher. This work suggests to consider the sedimentary layer at the surface of IB not only as contaminated material and potential source of contamination but also as nutrient-rich, microbial-biodiverse, young and with extreme living conditions material
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Valat, Charlotte. "Développement d'outils biologiques pour le diagnostic environnemental." Saint-Etienne, EMSE, 2005. http://www.theses.fr/2005EMSE0015.
Full textAbstract:
Afin d'aider à la gestion des unités de traitement, de détecter les effets de différents polluants en fonction de leurs propriétés physico-chimiques et biologiques, deux outils biologiques ont été développés dans ces travaux de thèse. Le premier outil est basé sur le dosage des nucléotides adényliques cellulaires par luminescence. Le nouveau paramètre mesuré ((ATP)/(ATP+ADP+AMP)), nommé Charge ATPmétrique (CA) reflète l'activité biologique globale des eaux de traitement. Les résultats illustrent que la mesure de la CA est adaptée à l'étude de la biodégradabilité de composés (naphtalène, acétonitrile) et de leur impact (aigu) sur l'activité biologique. Il garantit le suivi des perturbations au niveau des stations d'épuration. La CA peut être envisagée comme système d'alarme dans le cadre du contrôle et de la gestion des systèmes épuratoires. Le second outil biologique a été développé afin de détecter plus spécifiquement le naphtalène (substance d'intérêt prioritaire (Directive 2000/60/CE) et le produit de sa dégradation (salicylate). Ce biosenseur vient en complément du premier outil et s'applique au contrôle des eaux polluées et traitées. Il est basé sur l'utilisation des opérons nah et sal responsables de la dégradation du naphtalène par P. Putida. Les séquences régulatrices d'intérêt ont été couplées à un gène reporteur (eGFP), clonées et transfectées dans E. Coli DH5α. Plusieurs alternatives ont été envisagées (plasmide multicopies, modification du système de reconnaissance moléculaire) pour améliorer la sensibilité et le temps de réponse de ce biosenseur. Les résultats ont montré une diminution du temps de réponse et du niveau basal d'expression du gène reporteurTo improve the Waste Water Treatment Plant (WWTP) management and detect the effects of pollutants according to their chemical and biological properties, two biological tools were developed in this thesis. The first tool is a luminescence-based test used to measure a new parameter ((ATP) / (ATP+ADP+AMP)), the Adenylic Charge (AC). The AC reflects the global biological activity (in the activated sludge). The results showed that the biodegradability of organic compounds as naphthalene, acetonitrile and their (acute) toxicity can be studied by the AC measurements. This parameter guarantees the follow-up of the WWTP disturbances. The AC can be used such as an alarm system in the WWTP framework management. The second more specific biologic tool was developed for the naphthalene (substance of priority interest (Directive 2000/60/CE)) and the product of its degradation (salicylic acid). This biosensor supplements the first tool and is applied to control polluted and treated waters. This biological sensor is composed of nah and sal operons responsible for the naphthalene degradation by P. Putida. The regulating sequences of interest were coupled with a reporter gene (eGFP), then, they are cloned and transfected in E. Coli DH5α. To improve the sensibility and to reduce the time measurement, several alternatives were envisaged (plasmid multicopy, modification of the molecular recognition system). The results showed a decrease in the time measurement and the basal level of the gene reporter expression