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Thèse Année : 2005

Elimination des hydrocarbures aromatiques polycycliques présents dans les boues d'épuration par couplage ozonation-digestion anaérobie

Résumé

We studied the removal of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) present in sewage sludge by combining anaerobic digestion and ozonation. Ozonation of digested sludge allows about 30 % reduction of PAHs with a dose of 0.12 gO3 / gTotal Solids. PAHs reactivity with ozone is influenced by their solubility in water and their number of 5 carbons cycles. Addition of hydrogen peroxide or surfactants before ozonation improves the PAHs removal up to 65%. Surfactants improve ozone gas/liquid mass transfer and PAHs solid/liquid mass transfer. We investigated series and recirculation configurations for combination of ozonation with continuous anaerobic digestion with high sludge retention time. All processes with ozonation lead to PAHs removal rates during anaerobic digestion, higher than total solids removal rates, whereas these both rates were identical for processes with simple anaerobic digestion or two digestions in series. Ozonation of digested sludge with or without tyloxapol increased either PAHs biodegradability or biodisponibility. The best PAHs removal rates have been obtained by the configurations in series and especially in presence of tyloxapol. Recirculation processes probably led to the formation of refractory compounds.
Nous avons étudié l'élimination des HAPs présents dans les boues d'épuration par couplage de la digestion anaérobie et de l'ozonation. L'ozonation (dose de 0,12 gO3 / gMS) des boues digérées permet de réduire de 30% environ les HAPs. La réactivité des HAPs avec l'ozone est essentiellement influencée par leur solubilité et le nombre de cycles à 5 atomes de carbone. L'ajout de peroxyde d'hydrogène ou de surfactants a augmenté jusqu'à 65% l'élimination des HAPs. Les surfactants ont amélioré le transfert gaz/liquide de l'ozone et le transfert solide/liquide des HAPs. Nous avons mis en oeuvre différentes configurations (série et recirculation) pour la combinaison de l'ozonation avec la digestion anaérobie continue avec un temps de séjour des boues élevé. Les procédés comprenant une étape d'ozonation conduisent à des taux d'élimination des HAPs par digestion anaérobie supérieurs à ceux de la matière sèche alors que pour les procédés avec digestion anaérobie simple ou deux digestions en série, ces taux d'élimination sont égaux. L'ozonation des boues digérées avec ou sans tyloxapol rend les HAPs plus biodégradables ou biodisponibles à la digestion anaérobie. Les meilleurs taux d'élimination des HAPs ont été obtenus avec les configurations en série et en particulier en présence de tyloxapol. Les procédés avec recirculation ont probablement conduit à la formation de composés réfractaires.
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Citer

Arodi Bernal-Martinez. Elimination des hydrocarbures aromatiques polycycliques présents dans les boues d'épuration par couplage ozonation-digestion anaérobie. Sciences du Vivant [q-bio]. Université Montpellier 2 (Sciences et Techniques), 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02833550⟩

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