Optimization of wastewater treatment in a sequential fluidized bed bioreactor

Optimisation d’un réacteur biologique séquentiel à lit fluidisé pour le traitement des eaux

• Auteur / Autrice : Yongsheng Lu
• Direction : Christophe Dagot, Michel Baudu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et microbiologie de l'eau
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réacteurs à lit fluidisé

Bioréacteurs

Eaux usées -- Épuration

Mots clés libres

Sbr

Résumé

L'étude proposée a consisté à évaluer et à optimiser un nouveau bioréacteur de type lit fluidisé en boucle fonctionnant en discontinu (EFBBR). Le temps de mélange hydraulique a été caractérisé et l'hydrodynamique du réacteur est proche de celle d'un réacteur parfaitement agité. Le coefficient de transfert KLa augmente d'une part avec l'accroissement de la charge en air mais également, pour un même ratio gaz/liquide, lorsque la perte de charge est importante. Le KLaa mesuré a une valeur de 0,62 à 1. 37 10-2 s-1. Dans le cadre du traitement d'eaux usées, de bons résultats sont obtenus sur les paramètres suivants : COT, COD, NH4-N, PO4-P ainsi que sur l'élimination du phosphore total (PT). L'effet de la concentration initiale en NH4-N a été étudié sur la nitrification. Seule la nitritation intervient pendant la phase aérobie et la denitrification démarre naturellement à partir des nitrites durant la phase anoxique. L'étude de l'alternance de phases en anaérobie et aérobie dans le SBR avec des concentrations forte puis faible en oxygène semble le facteur favorable à l'accumulation de nitrites. Des corrélations entre la structure et les paramètres d'activité des biofilms ont été observées, les protéines étant reliés à l'activité et l'épaisseur du biofilm fonction de la production d'exopolysaccharides.

In the present study, a novel extra-loop fluidized bed bioreactor (EFBBR) was innovated. The characteristics of fluid mixing time and oxygen transfer in a novel EFBBR were studied. It was judged accordingly that the reactor fluid state was CSTR mainly. KLaa can be increased following the air loading increase, and the amount of carrier had a complex influence on KLa. Under gas/liquid ratio of 0. 8-5. 2%. KLa, was be 0. 62-1. 37 10-2 s-1. For the treatment of wastewater. Excellent effluent quality is observed on TOC, COD. NH4-N, PO4-P parameters and on TP removal efficiencies. During all the periods, on average the system achieved up 95% ammonia removal efficiency, a Shortcut nitrification denitrification process was obtained. The high nitrite accumulation efficiency is obtained. The famine and feast period of the nitrite oxidizing bacteria is discovered. Correlations between structural and activity parameters have been demonstrated: proteins are linked with the activity and thickness is linked with exopolysaccarids production.