Traitement des eaux usées dans des bioréacteurs multitrophiques grâce à des flocs de microalguesbactéries valorisables en biogaz
Auteur / Autrice : | Olfa Beji |
Direction : | Huai Zhi Li, Moktar Hamdi |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Génie des procédés, des produits et des molécules |
Date : | Soutenance le 14/12/2018 |
Etablissement(s) : | Université de Lorraine en cotutelle avec Université de Carthage (Tunisie) |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale SIMPPé - Sciences et ingénierie des molécules, des produits, des procédés, et de l'énergie (Lorraine ; 2018-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire réactions et génie des procédés - Institut National des Sciences Appliquées et de Technologie (Tunisie) |
Jury : | Président / Présidente : Christophe Vial |
Examinateurs / Examinatrices : Moktar Hamdi, Fatma Hmaied, Kenza Bensadok | |
Rapporteur / Rapporteuse : Fatma Hmaied, Kenza Bensadok |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Le traitement biologique des eaux usées urbaines et industrielles reste une activité ayant un impact négatif sur l’environnement et sur le changement climatique par l’émission des gaz à effet de serre (GES), notamment le CO2. Les changements innovants au niveau des procédés de traitement des eaux usées par l’intégration des flocs de microalgues-bactéries ont abouti à des procédés multitrophiques sans apport d’O2 et sans dégagement du CO2. Il s'agit d'une étude de faisabilité de ces flocs-MaB pour la photobioremédiation des polluants (organiques et minéraux) et pour la production de biomasse valorisable en bioénergie dans le cadre de l'économie circulaire. En présence de la lumière, les flocs-MaB ont été intégrés dans des photobioréacteurs à biomasse fixe afin d'assurer un traitement durable des eaux usées grâce aux échanges symbiotiques entre les micro-oragnismes en terme de nutriments et de gaz. L'encapsulation des flocs-MaB dans des billes de PVA-alginate a montré l'effet des conditions physico-chimiques et hydrodynamiques sur l'élimination des polluants et l'évolution multicellulaire des flocs au sein des réacteurs à multi-échelles. Par ailleurs, la biomasse multitrophique immobilisée sur des supports biodégradables d'olive (OPP) et sur des disques en PVC a assuré une meilleure performance des bioréacteurs à lit fluidisé et à disques rotatifs, respectivement, pour la bioremédiation des eaux usées. Les propriétés des supports (porosité, rugosité et structure) et les comportements hydrodynamiques ont été contrôlés pour favoriser l'attachement des biofilms multitrophiques. Le développement de biofilm montre l'effet des interactions multitrophiques entre les microalgues et les bactéries sur l'élimination des composés organiques (DCO) et nutriments (ammonium et phosphore). La biomasse des flocs-MaB a été récupérée et réutilisée pour le traitement du digestat liquide à l'issu du digesteur et pour améliorer la production de biométhane par une co-digestion anaérobie. Ce procédé multitrophique et intégré permet d'obtenir Zéro déchet à la sortie du processus