Biomasse photoactivée pour le traitement des eaux résiduaires : influence des conditions opératoires sur le potentiel de récupération de ressources

Photoactivated biomass for wastewater treatment : influence of operating conditions on resource recovery potential

• Auteur / Autrice : Julie Farinacci
• Direction : Julien Laurent
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergétique et Génie des procédés
• Date : Soutenance le 14/06/2023
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Audrey Soric
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rainier Hreiz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Magali Casellas-Français, Olivier Bernard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Eaux usées -- Épuration

Mots clés libres

Traitement des eaux usées

Chenal à haut rendement algal

Microalgues

Wastewater treatment

High-rate algal pond

Microalgae

Résumé

En épuration, dans les consortiums microalgues-bactéries, les algues convertissent par photosynthèse le CO2 et les nutriments en biomasse et en O2. Les bactéries utilisent l'O2 libéré pour dégrader les composés organiques et oxyder l'azote ammoniacal tout en produisant les nitrates et le CO2 pour les microalgues.Dans le photobioréacteur séquentiel, l’ajout de CO2 n’a pas eu d’impact significatif sur les mécanismes d’épuration, mais la dynamique du pH et de l’O2 dissous a été influencée. Dans le chenal à haut rendement algal, d’autres modalités (vitesse d’agitation, variabilité des eaux usées, âge de boues) ont été testées.Le dynamique du consortium a été évaluée avec l’O2 dissous et la simulation des données via un modèle simplifié. Les populations de microorganismes et les mécanismes biologiques associés ont été identifiés.Enfin, une analyse du cycle de vie a été adoptée pour évaluer le chenal comme filière d’épuration.

For wastewater treatment, in microalgae-bacteria consortia, algae convert CO2 and nutrients into biomass and O2 by photosynthesis. Bacteria use the released O2 to degrade organic compounds and oxidize ammoniacal nitrogen while producing nitrates and CO2 for microalgae.In the sequential photobioreactor, the addition of CO2 did not have a significant impact on the treatment mechanisms, but the dynamics of pH and dissolved O2 were influenced. In high rate algal pond, other conditions (mixing speed, wastewater variability, sludge age) were tested.The dynamics of the consortium were evaluated with dissolved O2 and simulation data via a simplified model. The populations of microorganisms and the associated biological mechanisms have been identified.Finally, a life cycle analysis was adopted to assess the channel as a wastewater treatment system.