Traitements d'effluents complexes et de polluants emergeants par couplage d'un procédé d'OVH et d'un procédé biologique

Treatment of complex effluents and emerging contaminants by a compact Process coupling wet aix oxidation with a biofilm reactor

• Auteur / Autrice : Dan Feng
• Direction : Audrey Soric, Olivier Boutin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des Procédés
• Date : Soutenance le 06/12/2019
• Etablissement(s) : Ecole centrale de Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Mécanique, Modélisation et Procédés Propres (M2P2) (Marseille, Aix-en-Provence) - Laboratoire de Mécanique- Modélisation et Procédés Propres / M2P2
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Audrey Soric, Olivier Boutin, Jean-Marc Choubert, Juan Garcia Serna, Éric Schaer, Laure Malleret
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Marc Choubert, Juan Garcia Serna

Mots clés

Mots clés contrôlés

Eaux usées -- Épuration

Mots clés libres

Polluants émergeants

Glyphosate

Oxydation en voie humide

Traitement biologique

Voie de dégradation

Emerging contaminants

Glyphosate

Wet air oxidation

Biological treatment

Degradation pathway

Résumé

Le couplage d’une oxydation en voie humide (OVH) et d’un traitement biologique a été étudié pour traiter les eaux usées (industrielles) contenant du glyphosate, un herbicide largement utilisé dans le monde. Afin d'évaluer les performances du procédé couplé, les performances de l’OVH seule puis du procédé biologique de traitement des eaux usées contenant du glyphosate ont été examinées. Tout d'abord, des expériences ont été menées pour évaluer l'hydrodynamique des bulles dans une colonne à bulles dans les conditions de l’OVH, afin de prédire le transfert de masse et de faciliter l’extrapolation du procédé. Deuxièmement, une étude cinétique a été réalisée pour déterminer les paramètres cinétiques de l'oxydation du glyphosate par le procédé OVH et une voie d'oxydation possible a été proposée. De plus, un dispositif microfluidique a été utilisé dans le procédé OVH pour traiter en continu les eaux usées contenant du glyphosate dans un système compact et efficace. En outre, afin d'améliorer la biodégradation du glyphosate par les boues activées, un processus d'acclimatation a été étudié et la cinétique de biodégradation du glyphosate par des boues activées acclimatées a été étudiée, ainsi que son éventuelle voie de biodégradation. Enfin, les effluents préoxydés ont ensuite été traités par les boues activées acclimatées afin de conclure à la faisabilité du procédé couplé.

Coupling wet air oxidation (WAO) and biological treatment has been studied to treat (industrial) wastewater containing glyphosate, a most widely used herbicide in the world. In order to evaluate the performance of the combined process, the performance of the individual WAO process and biological process to treat glyphosate-containing wastewater have been investigated. First of all, some experiments have been conducted to evaluate bubble hydrodynamic in a bubble column under WAO conditions in order to predict mass transfer and scale-up WAO process. Secondly, a kinetic study has been done to determine the kinetic parameters of glyphosate oxidation by WAO process and a possible oxidation pathway has been proposed. As well, a microfluidic device was used for WAO process to continuously treat glyphosate-containing wastewater in a compact and efficient process. Furthermore, in order to improve the glyphosate biodegradation by activated sludge, an acclimation process has been studies and glyphosate biodegradation kinetics by acclimated activated sludge have been investigated, as well as its possible biodegradation pathway. Finally, the pre-oxidized effluent was further treated by the acclimated activated sludge in order to conclude on the feasibility of the coupled process.