Électro-bioréacteur à membrane pour le traitement des lixiviats des sites d'enfouissement

El Hachimi, Oumaima (2025). Électro-bioréacteur à membrane pour le traitement des lixiviats des sites d'enfouissement Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 229 p.

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Résumé

Le lixiviat d'enfouissement (LFL) est une eau usée complexe et dangereuse en raison de ses composants toxiques et réfractaires, représentant un risque important pour l’environnement et la santé publique. Cette étude a examiné le traitement du LFL à l’aide d’un bioréacteur à membrane (MBR) et son intégration avec l’électrocoagulation (EMBR) afin de comprendre les mécanismes de transformation de la matière organique dissoute (DOM) et la dynamique de la communauté microbienne dans différentes conditions de fonctionnement. Un MBR à l’échelle laboratoire, fonctionnant pendant 140 jours avec des temps de rétention hydraulique (HRT) de 48 h, 36 h et 24 h et un temps de rétention des boues (SRT) prolongé, a montré que les composés organiques biodégradables non aromatiques étaient préférentiellement éliminés, tandis que les DOM résiduelles dans le perméat étaient principalement composées de composés aromatiques. Le MBR a atteint des rendements d’élimination supérieurs à 90% pour la COD, la BOD, le TOC et le N-NH4+, avec une amélioration de l’élimination de la COD à des HRT plus élevés en raison de l’augmentation du taux de charge organique (OLR). L’analyse microbienne a révélé une diversité stable, avec une dominance de Nitrosomonas dans toutes les conditions. À un HRT de 36 h, les variations de la charge organique ont conduit à des changements dans la transformation des DOM et la composition microbienne, avec une prévalence accrue de bactéries spécifiques au substrat comme Ilumatobacter et Leucobacter. L’intégration du MBR avec l’électrocoagulation dans un système EMBR a permis une élimination simultanée du phosphore (≈100%), de l’azote ammoniacal (90%) et de la COD (97%). Le système, utilisant des électrodes en Fe et Ti/Pt avec des densités de courant (CD) de 2,2, 4,5 et 9,1 A.m⁻² et des HRT de 24 h et 16 h, a montré des performances optimales à 9,1 A.m⁻² et 24 h HRT. Cependant, un SRT prolongé a accéléré le colmatage des membranes. L’étude a également révélé que l’abondance de Nitrosomonas diminuait sous une forte charge de N-NH4+, réduisant l’efficacité de la nitrification. Enfin, le SRT prolongé a favorisé des bactéries spécifiques comme Leucobacter et Roseimaritima. Cette étude souligne l’importance d’optimiser le SRT et le HRT pour équilibrer la dynamique microbienne et l’élimination des polluants dans les systèmes EMBR.

Type de document:	Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse:	Blais, Jean-François
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Drogui, Patrick
Mots-clés libres:	lixiviat d’enfouissement; MBR; EMBR; HRT; SRT; densité de courant; population microbienne
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	21 oct. 2025 18:19
Dernière modification:	21 oct. 2025 18:19
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/16707

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