Approche comparative des effets microbiologiques et chimiques de traitements d'hydrolyse de boues urbaines dans le cadre de la réduction de leur production PDF Download
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Book Description
Les Procédés de Réduction de Production de Boues (PRPB), basés sur des prétraitements d'hydrolyse, ont pour vocation d'accélérer l'hydrolyse de la matière organique particulaire d'une part et d'amplifier la croissance cryptique d'autre part. Bien que ces procédés soient très étudiés à l'heure actuelle, peu d'informations sont disponibles quant à leur impact réel sur la flore microbienne. L'objectif de ce travail était donc de comparer les effets générés par différents traitements d'hydrolyse non seulement en terme de solubilisation de la matière organique et minérale et en terme de biodégradabilité, mais également de comprendre l'impact réel de ces traitements sur la flore bactérienne. Pour cela, ce travail a consisté, dans un premier temps, à mettre au point des méthodes analytiques capables de rendre compte des effets générés par les procédés d'hydrolyse sur les propriétés chimiques des boues ainsi que sur les microorganismes. Cette méthodologie a ensuite été appliquée à la caractérisation des effets de trois types de traitement : le traitement thermique, la sonication et l'ozonation, afin de les comparer. Les résultats ainsi obtenus montrent que, dans les conditions appliquées, seul un traitement par ozonation, qui conduit à la fois à une solubilisation de la matière organique particulaire extracellulaire et intracellulaire (lyse bactérienne), permet d'augmenter significativement la biodégradabilité des boues. Dans le cas du traitement thermique et de la sonication, les résultats montrent que seule la matière organique extracellulaire (sonication) ou intracellulaire (traitement thermique) est solubilisée, ce qui ne suffit pas pour améliorer la biodégradabilité des boues.
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Les Procédés de Réduction de Production de Boues (PRPB), basés sur des prétraitements d'hydrolyse, ont pour vocation d'accélérer l'hydrolyse de la matière organique particulaire d'une part et d'amplifier la croissance cryptique d'autre part. Bien que ces procédés soient très étudiés à l'heure actuelle, peu d'informations sont disponibles quant à leur impact réel sur la flore microbienne. L'objectif de ce travail était donc de comparer les effets générés par différents traitements d'hydrolyse non seulement en terme de solubilisation de la matière organique et minérale et en terme de biodégradabilité, mais également de comprendre l'impact réel de ces traitements sur la flore bactérienne. Pour cela, ce travail a consisté, dans un premier temps, à mettre au point des méthodes analytiques capables de rendre compte des effets générés par les procédés d'hydrolyse sur les propriétés chimiques des boues ainsi que sur les microorganismes. Cette méthodologie a ensuite été appliquée à la caractérisation des effets de trois types de traitement : le traitement thermique, la sonication et l'ozonation, afin de les comparer. Les résultats ainsi obtenus montrent que, dans les conditions appliquées, seul un traitement par ozonation, qui conduit à la fois à une solubilisation de la matière organique particulaire extracellulaire et intracellulaire (lyse bactérienne), permet d'augmenter significativement la biodégradabilité des boues. Dans le cas du traitement thermique et de la sonication, les résultats montrent que seule la matière organique extracellulaire (sonication) ou intracellulaire (traitement thermique) est solubilisée, ce qui ne suffit pas pour améliorer la biodégradabilité des boues.
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L'élimination des boues produites lors de l'épuration biologique des eaux usées fait partie des enjeux majeurs de la prochaine décennie. Les contraintes qui pèsent sur les filières classiques orientent les recherches vers des procédés de réduction de la production de boue au sein de la filière de traitement de l'eau. Ainsi, l'association entre une étape d'oxydation chimique par l'ozone et un traitement biologique par boues activées peut conduire à une réduction significative de la quantité de boue produite. Basée sur une double approche, expérimentale et de modélisation, l'analyse des mécanismes de la production de boue montre l'influence capitale des processus d'accumulation des matières organiques inertes particulaires provenant de l'effluent à traiter et issues du processus de décès. Si l'étape d'ozonation permet de rendre biodégradables ces fractions inertes, les simulations montrent qu'il est possible d'atteintre une réduction totale de la production de boue. Les essais discontinus d'ozonation de boue mettent en évidence une acion solubilisante de l'ozone sur la matière particulaire, une augmentation de la biodégradabilité et une inactivation significative des microorganismes. Les résultats obtenus permettent de construire un modèle d'action de l'ozone sur la boue qui, couplé au modèle du procédé biologique, permet de confirmer par la simulation l'intérêt du procédé combiné. Le couplage entre l'étape d'ozonation et le procédé biologique permet de supprimer la production de boue organique excédentaire et conduit à une réduction de la production de boue minérale. L'optimisation du mode d'apport de l'ozone apparaît déterminante pour garantir l'efficacité de l'étape d'ozonation. Ce travail met en évidence l'apparition d'un talon de DCO réfractaire dans l'effluent, l'amélioration des caractéristiques de décantation et le maintien des activités nitrifiantes. Il montre l'applicabilité de ce procédé et précises les conditions dans lesquelles il peut être mis en œuvre
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Les exigences de la législation sur l'eau et les déchets auront pour conséquence, une augmentation de la production de boues associée à des contraintes croissantes d'évacuation. Aussi, l'étude de procédés contribuant à une réduction de la production de boues tout en préservant la qualité de l'épuration de l'influent devient une priorité. Dans un premier temps, la production de boues d'un système biologique conventionnel a été étudiée. Un modèle mathématique a été appliqué afin de décrire et de quantifier par une étude de sensibilité du modèle, les paramètres déterminants de la production de boues tels que le rendement de conversion, le taux de décès et la fraction inerte. L'étude des différents traitements physico-chimiques a permis l'évaluation des potentialités spécifiques tant vis à vis de la réduction de la taille des particules, favorable à une augmentation de la biodégradabilité que, vis à vis d'une inactivation des cellules, synonyme d'une augmentation des besoins de maintenance et/ou du décès cellulaire et/ou de la lyse cellulaire. L'étude et l'identification de la synergie des processus physico-chimiques et biologiques de transformation de la matière organique et minérale est réalisée à partir d'essais en continu. L'analyse partielle des mécanismes d'action des traitements associés a été réalisée à partir des essais en discontinu et continu. Une réduction significative de la production de boues ne semble envisageable que, si le traitement associé induit une augmentation des besoins de maintenance des cellules, une augmentation de la biodégradabilité de la pollution accumulée dans le système lors du procédé d'épuration. Basée sur les performances des systèmes en terme de réduction de la production de boues et sur les mécanismes d'action, une première comparaison des technologies de traitements associés est réalisée. Le suivi de la qualité de et des boues produites permet de valider l'intégration de tels procédés dans la filière de traitement des eaux usées.
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Dans le contexte social, économique et environnemental actuel, la gestion des boues résiduaires, dont la production ne fait que croître, est une préoccupation majeure. La réduction de leur volume par une amélioration de leur déshydratation mécanique est un moyen intéressant de réduire leur coût d'élimination. Classiquement, la recherche d'une optimisation de la déshydratation des boues résiduaires est abordée par le développement des procédés mécaniques ou encore par la mise au point de conditionnement physico-chimiques de plus en plus performants. Cependant, avant tout, il semble opportun de mieux connaître le matériau, ses spécificités et les raisons intrinsèques pour lesquelles il demeure difficile à déshydrater. Dans cet objectif, par une approche expérimentale, nous avons souligné les principaux paramètres mécaniques et physico-chimiques des boues qui limitent leur aptitude à être déshydratée mécaniquement. Des expériences de déshydratation en Cellule de Filtration-Compression ont d'abord été menées en modifiant les paramètres de fonctionnement opératoires, notamment la pression appliquée, afin de rechercher les conditions expérimentales favorables à une amélioration de la déshydratation des boues. A travers cette étude, nous avons également démontré l'existence d'une fine couche de gâteau de boue compacte et assez peu perméable et d'effets de relaxation du matériau, induit en partie par des phénomènes osmotiques, qui semblent largement s'opposer à la compression et limitent ainsi l'aptitude de la boue à être déshydratée. Dans un second temps, l'étude de l'association d'une caractérisation physico-chimique des boues à des essais de déshydratation a permis la mise en évidence du rôle majeur des EPS mais également des propriétés de surface des flocs sur la structure des boues et par conséquent sur leur aptitude à être déshydratées.
Author: Linda Strande Publisher: IWA Publishing ISBN: 1780404735 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 428
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It is estimated that literally billions of residents in urban and peri-urban areas of Africa, Asia, and Latin America are served by onsite sanitation systems (e.g. various types of latrines and septic tanks). Until recently, the management of faecal sludge from these onsite systems has been grossly neglected, partially as a result of them being considered temporary solutions until sewer-based systems could be implemented. However, the perception of onsite or decentralized sanitation technologies for urban areas is gradually changing, and is increasingly being considered as long-term, sustainable options in urban areas, especially in low- and middle-income countries that lack sewer infrastructures. This is the first book dedicated to faecal sludge management. It compiles the current state of knowledge of the rapidly evolving field of faecal sludge management, and presents an integrated approach that includes technology, management, and planning based on Sandecs 20 years of experience in the field. Faecal Sludge Management: Systems Approach for Implementation and Operation addresses the organization of the entire faecal sludge management service chain, from the collection and transport of sludge, and the current state of knowledge of treatment options, to the final end use or disposal of treated sludge. The book also presents important factors to consider when evaluating and upscaling new treatment technology options. The book is designed for undergraduate and graduate students, and engineers and practitioners in the field who have some basic knowledge of environmental and/or wastewater engineering.
Author: David M. Robbins Publisher: IWA Publishing ISBN: 178040476X Category : Science Languages : en Pages : 148
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This is a practical handbook providing a step-by-step approach to the techniques used for characterizing wastewater sources and investigating sites where collection, treatment and reuse/disposal technologies will be installed. It is intended to help enable local implementation of on-site and decentralized wastewater management system (DWMS)for wide scale use in development settings. How to Design Wastewater Systems for Local Conditions in Developing Countries helps local service providers and regulatory officials make informed decisions through the use of tools, checklists and case studies. It includes a link to a web based community of on-site and decentralized wastewater professionals, which contains related tools and case studies. This handbook serves as a reference for training classes, certification programs, and higher education programs in civil and sanitary engineering. There is an increasing interest on the part of local government officials and private sector service providers to implement wastewater treatment systems to solve sanitation problems. The model presented in this handbook promotes activities that first generate data related to source and site conditions that represent critical inputs, and then applies this information to the technology selection process. Matching the most appropriate technologies to the specific needs of the wastewater project is the key that leads to long term sustainability. How to Design Wastewater Systems for Local Conditions in Developing Countries is an invaluable resource for public sector decision makers and private sector service providers in developing countries. It is also a useful text for students at engineering colleges in developing countries interested in taking a class that teaches the methods of decentralized wastewater management system (DWMS) development.
Author: Audrey Prorot
Author: Audrey Prorot
Author: 
Author: Patricia Camacho
Author: Mickaël Raynaud
Author: Linda Strande
Author: David M. Robbins
Author: Elizabeth Tilley