Biodégradation du phénol dans un bioréacteur à membranes PDF Download
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Book Description
L'industrie pétrolière est l'une des activités économiques ayant eu le plus fort développement. Mais malheureusement elle est responsable de la production de plusieurs sous-produits toxiques comme les phénols que l'on peut retrouver sous la forme d'eaux résiduelles industrielles. Ce travail propose l'application d'un Bioréacteur à Membranes (BàM) pour traiter ce type d'effluents. Cependant, la principale contrainte est le caractère inhibiteur des composés phénoliques présent dans ces effluents. Une étape obligatoire d'acclimatation de la biomasse au phénol est réalisée à partir d'un consortium bactérien. Les résultats expérimentaux montrent la faisabilité du traitement du phénol par une biomasse acclimatée dans un bioréacteur à membranes et ce avec une stabilité remarquable sur 285 jours. Cette stabilité a pu être maintenue grâce à l'optimisation du fonctionnement du BàM. L'effluent synthétique à traiter contenait une charge volumique en phénol élevée, jusqu'à 8,5 g phénol.L-1J-1 et en moyenne, 97 % du phénol et 95 % de la DCO ont pu être dégrades par une biomasse ayant une concentration typique d'un bioréactenr à membranes (de 10g.L-1).
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L'industrie pétrolière est l'une des activités économiques ayant eu le plus fort développement. Mais malheureusement elle est responsable de la production de plusieurs sous-produits toxiques comme les phénols que l'on peut retrouver sous la forme d'eaux résiduelles industrielles. Ce travail propose l'application d'un Bioréacteur à Membranes (BàM) pour traiter ce type d'effluents. Cependant, la principale contrainte est le caractère inhibiteur des composés phénoliques présent dans ces effluents. Une étape obligatoire d'acclimatation de la biomasse au phénol est réalisée à partir d'un consortium bactérien. Les résultats expérimentaux montrent la faisabilité du traitement du phénol par une biomasse acclimatée dans un bioréacteur à membranes et ce avec une stabilité remarquable sur 285 jours. Cette stabilité a pu être maintenue grâce à l'optimisation du fonctionnement du BàM. L'effluent synthétique à traiter contenait une charge volumique en phénol élevée, jusqu'à 8,5 g phénol.L-1J-1 et en moyenne, 97 % du phénol et 95 % de la DCO ont pu être dégrades par une biomasse ayant une concentration typique d'un bioréactenr à membranes (de 10g.L-1).
Author: Dibakar Bhattacharyya Publisher: Elsevier ISBN: 0080537537 Category : Business & Economics Languages : en Pages : 439
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Membrane techniques provide a broad science and technology base. Although there are several books in the traditional membrane field, there is a great need for a highly comprehensive book. This refereed book covers materials from highly respected researchers. This title is highly multidisciplinary in nature and should be extremely valuable to scientists and engineers involved in a variety of activities. Students and faculty members around the world will find this title to be an excellent reference book. - Invited contributions from leading researchers in the field - Coverage of topic is of value to scientists/engineers working in a variety of related fields [separations/reactions, advanced biofunctional materials, contactor designs] - Aims to fill market gap for a highly comprehensive book containing advances in both synthetic and biofunctional/bimimetic membranes
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CE TRAVAIL SE SITUE DANS LE DOMAINE DE L'IMPACT DES MOLECULES XENOBIOTIQUES CHLORES SUR LES BIOMASSES MICROBIENNES ADAPTEES A LEUR BIODEGRADATION. LORSQUE NOUS PRENONS EN CONSIDERATION L'ACTIVITE INITIALE DE BIODEGRADATION, LES CONSTANTES DE VITESSE ET D'EQUILIBRE SONT PARFAITEMENT DETERMINEES PAR DES MODELES BASEES EXCLUSIVEMENT SUR LE PARAMETRE CONCENTRATION EN SUBSTRAT. A LA SUITE DE CETTE PHASE INITIALE, LE PROCESSUS DE LA BIODEGRADATION N'EST PLUS EXPLIQUE PAR LE MODELE ET SE TRADUIT PAR L'APPARITION D'UN DEFICIT DU BILAN DES IONS CHLORURE RELARGUES ET PAR L'ACCUMULATION DE METABOLITES INTERMEDIAIRES. CETTE NOUVELLE LIMITATION TRADUIT UNE PHASE D'ADAPTATION TRANSITOIRE FONCTION DE LA CONCENTRATION ET DE LA NATURE DE CE SUBSTRAT. DANS UN DEUXIEME TEMPS, NOUS AVONS MONTRE QUE LES CONSTANTES CINETIQUES DE CETTE ACTIVITE PEUVENT ETRE EXPLIQUEES PAR LA CONJONCTION DE PLUSIEURS PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES. CES CORRELATIONS SONT ESSENTIELLEMENT ETABLIES SUR LA BASE DES PROPRIETES DE DIFFUSION DES CHLOROPHENOLS DANS LES MEMBRANES (K O W, PK A) ET SUR LA BASE DES CONFIGURATIONS CHIMIQUES FAISANT INTERVENIR LE NOMBRE DE SUBSTITUANTS CHLORES EN POSITION ORTHO. L'ADAPTATION PROGRESSIVE D'UNE BIOMASSE AU 2,4,6-TCP EN BIOREACTEUR CONTINU S'AVERE EFFICACE ASSOCIEE A L'APPORT D'UNE SOURCE D'ENERGIE TELLE QUE LE PHENOL. EN TANT QUE CO-SUBSTRAT, LE 2,4-DCP N'APPORTE PAS D'AMELIORATION DE L'ADAPTATION DE LA BIODEGRADATION DU 2,4,6-TCP, MAIS AU CONTRAIRE NUIT AUX PERFORMANCES DU BIOREACTEUR. CETTE PHASE D'ADAPTATION MODIFIE DE MANIERE PROFONDE LES CARACTERISTIQUES DE LA BIOMASSE ADAPTEE AU PHENOL.
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Les eaux de rinçage du matériel de pulvérisation agricole génèrent des eaux usés contenant des résidus de pesticides nuisibles pour l'environnement. Afin de limiter la nocivité reconnue de ces déchets, plusieurs technologies sont actuellement disponibles. Celles-ci sont basées soit sur la concentration des matières actives soit sur la dégradation biologique ou physicochimique des produits phytosanitaires. Au cours de ce projet de recherche nous avons développé un bioréacteur à membranes pour le traitement de ces rejets. Ce procédé réalise une dégradation biologique des matières actives, tandis que la membrane assure la rétention d'éventuelles fractions résiduelles de pesticides non dégradés. Il permet donc de s'affranchir de la filière de traitement traditionnelle tout en prévenant les possibles dysfonctionnements du traitement biologique. Après une phase d'acclimatation des microorganismes aux produits phytosanitaires, ceux-ci sont éliminés. Cette élimination s'accompagne de diminutions de la toxicité et de la concentration en matières actives dans l'effluent. En fonction de la liqueur mixte employée, cette élimination est due à des mécanismes de biodégradation et de biosorption ou seulement à de la biosorption. Une membrane de Nanofiltration retenant 99,6% d'un pesticide modèle a été sélectionnée. Ceci a permis de réaliser un Bioréacteur à Membranes de Nanofiltration pilote. Il a été évalué lors du traitement d'un effluent phytosanitaire réel dont la toxicité a été diminuée de façon significative. L'implication des matières en suspension et des substances exopolymeriques solubles sur le colmatage de la membrane a été identifiée.
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L'ETUDE PORTE SUR LA CARACTERISATION D'UNE NOUVELLE TECHNIQUE DE LUTTE CONTRE LE COLMATAGE EN FILTRATION TANGENTIELLE. LE PRINCIPE REPOSE SUR L'EXPLOITATION DES INSTABILITES HYDRODYNAMIQUES CREEES PAR LES MOUVEMENTS RELATIFS DES PHASES LIQUIDE ET GAZEUSE LORS DE L'APPLICATION D'UN ECOULEMENT DIPHASIQUE INTERMITTENT (ECOULEMENT BOUCHON). LES RESULTATS OBTENUS LORS DE L'ULTRAFILTRATION DE SUSPENSIONS MODELES (BENTONITE, LEVURES) SONT PRESENTES POUR DEUX TYPES DE MEMBRANES TUBULAIRES (DIAMETRES DE 15 MM ET DE 6 MM). L'ECOULEMENT BOUCHON GENERE DES GAINS DE FILTRATION POUVANT ATTEINDRE UN FACTEUR 3 ET CE, AVEC UNE REDUCTION IMPORTANTE DE L'ENERGIE SPECIFIQUE CONSOMMEE. LES RESULTATS OBTENUS EN BIOREACTEUR A MEMBRANES SONT ENSUITE PRESENTES. EN FERMENTATION ALCOOLIQUE, LE COUPLAGE BIOREACTEUR A MEMBRANES/INJECTION D'AIR PERMET EN ULTRAFILTRATION DE MULTIPLIER LE FLUX PAR 2. LA DEGRADATION DU PHENOL PAR ALCALIGENES EUTROPHUS EST ENSUITE ABORDEE. L'ASSOCIATION DE LA TECHNIQUE INSTATIONNAIRE ET DU SUIVI COLORIMETRIQUE D'UN INTERMEDIAIRE METABOLIQUE ASSURE UN MEILLEUR CONTROLE DE L'ENVIRONNEMENT DU MICROORGANISME SE TRADUISANT PAR UN FLUX DE PERMEATION MULTIPLIE PAR 1,7 ET UNE BIOMASSE ELEVEE, CAPABLE DE DEGRADER UNE CHARGE PHENOLIQUE TRES FORTE. UNE NETTE AMELIORATION DU TRANSFERT GAZ/LIQUIDE DANS LE SYSTEME EST EGALEMENT OBSERVEE. L'ETUDE HYDRODYNAMIQUE PERMET DE PREDIRE LA STRUCTURE ET L'EVOLUTION DE L'ECOULEMENT BOUCHON POUR LES DEUX TYPES DE CONDUITES. L'ANALYSE DE LA PRESSION TRANSMEMBRANAIRE MET EN EVIDENCE DES VARIATIONS QUASI-INSTANTANEES QUI S'ACCOMPAGNENT D'UNE AUGMENTATION DE LA TURBULENCE DANS LE CULOT DE LA POCHE. L'ECOULEMENT EST EGALEMENT CARACTERISE PAR UNE FREQUENCE D'INTERMITTENCE LIEE A LA SUCCESSION DES POCHES ET DES BOUCHONS ET CORRESPONDANT A L'INVERSION DE LA CONTRAINTE DE CISAILLEMENT PARIETALE. LA MISE EN OEUVRE D'UNE METHODE CONDUCTIMETRIQUE ET D'UN MODELE DIPHASIQUE PERMET DE CALCULER LES GRANDEURS DIFFICILEMENT ACCESSIBLES PAR L'EXPERIENCE. IL EST ALORS POSSIBLE DE CORRELER EN 15 MM LE GAIN DE FILTRATION A LA CONTRAINTE DE CISAILLEMENT SUPPLEMENTAIRE DUE AU GAZ. L'ASSOCIATION DE CES DIFFERENTS PHENOMENES CONTRIBUE A DES DEGRES VARIABLES A L'EROSION ET LA DESTABILISATION DU DEPOT.
Author: Adriàn Barrios-Martinez
Author: Adriàn Barrios-Martinez
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