Thèse soutenue

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Auteur / Autrice : Aurélie Grélot
Direction : Alain Grasmick
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés
Date : Soutenance en 2009
Etablissement(s) : Montpellier 2

Résumé

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En épuration des eaux usées, les bioréacteurs à membranes permettent d'atteindre une qualité d'eau traitée suffisante pour envisager leur réutilisation. Cependant, la maitrise du colmatage membranaire en cours d'opération reste encore un verrou pour généraliser l'utilisation de tels systèmes au regard des besoins énergétiques associés. L'enjeu scientifique réside dans l'identification des processus à l'origine de la baisse de perméabilité des membranes pour optimiser l'étape de filtration. Cette étude, réalisée dans le cadre du projet Européen AMEDEUS, entre dans cette problématique. Elle a été ciblée sur l'analyse des interactions du matériau membranaire avec la suspension biologique et sur le contrôle de l'accumulation de la biomasse au sein du module filtrant. Trois technologies membranaires ont successivement été testées sur des unités de laboratoire et en pilote semi-industriels: la membrane plane d'A3, les fibres creuses de Polymem et la membrane plane multicanaux d'Inge. Des tests de colmatage et de nettoyage ont été mis en œuvre à l'échelle du laboratoire pour étudier l'impact du matériau membranaire sur le colmatage dit irréversible (non éliminable par voies physiques). En parallèle, des tests pilote ont été réalisés afin d'améliorer la maitrise du colmatage réversible. Une caractérisation et analyse du dépôt des membranes utilisés en pilote ont été enfin effectués afin d'identifier les composés solubles accumulés à la surface des membranes. Les résultats ont montré : - un colmatage irréversible différent selon les matériaux membranaires ; - l'importance de la configuration du système de filtration pour garantir une bonne maitrise du colmatage réversible ; - une possible optimisation des paramètres hydrauliques pour garantir un fonctionnement fiable tout en réduisant l'aération membrane ; - un impact important des caractéristiques de la suspension biologique (mousses, fractions solubles et concentration) sur la dynamique de colmatage.