Développement de supports d’immobilisation biosourcés pour la dégradation enzymatique de micropolluants dans un réacteur à lit fluidisé - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

New bio-based immobilization supports for enzymatic removal of micro-pollutants in fluidized-bed reactor

Développement de supports d’immobilisation biosourcés pour la dégradation enzymatique de micropolluants dans un réacteur à lit fluidisé

Résumé

The aim of this thesis is to develop bio-based supports for immobilization of enzymes for micro pollutants degradation in water. Gelatin beads of around 1,9 mm diameter were formed by a dripping process using no organic solvent. A crosslinking step with glutaraldehyde was then carried out with two objectives: to improve the mechanical properties of the beads when immersed in water, and to create covalent bonds between gelatin and laccase. The parameters affecting the efficiency of the enzyme grafting were investigated using a full factorial design 2^4.The degradation of two micro pollutants by the activated beads was studied in a stirred tank reactor and in a fluidized bed reactor designed for this project. Tetracycline was efficiently oxidized by the grafted enzymes. The influences of pH, recirculation flowrate, and addition of supplementary oxygen on the TC degradation were studied. Glyphosate was not sensitive to laccase oxidation at first due to its complex structure, but the addition of ABTS as an oxidoreduction mediator considerably improved its removal. Mediator and bio-catalyst were co-immobilized on the gelatin beads to reduce the environmental and economical cost of the project.
Ce travail de thèse a pour objectif l’élaboration de supports d’immobilisation d’enzymes bio sourcés en vue de la dégradation de micropolluants dans l’eau. Des billes de gélatine de diamètre moyen 1,9 mm ont été formées dans ce but par un procédé de goutte à goutte n’employant aucun solvant organique. La réticulation des billes par le glutaraldéhyde permet d’une part de limiter le gonflement de ce polymère dans l’eau et d’améliorer sa tenue mécanique en immersion, et d’autre part de créer des liaisons covalentes entre la gélatine et la laccase. Un plan d’expérience 2^4 a été réalisé afin d’identifier les paramètres influant sur l’efficacité du greffage.La dégradation de deux micropolluants par les billes activées a été étudiée en réacteur agité et dans un réacteur à lit fluidisé conçu pour ce projet. La tétracycline s’est montrée sensible à l’oxydation par les laccases greffées à la surface des billes. Divers paramètres ont été étudiés comme le pH de la solution, le débit de recirculation, ou l’addition d’oxygène dans le système. Le glyphosate s’est montré plus récalcitrant à l’action de la laccase seule à cause d’une structure plus complexe. L’ajout d’un médiateur d’oxydoréduction, l’ABTS, a néanmoins permis de faciliter son oxydation. La co-immobilisation du médiateur et du biocatalyseur sur les supports à base de gélatine a été étudiée, afin de limiter l’impact économique et environnemental du projet.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03414563 , version 1 (04-11-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03414563 , version 1

Citer

Marine Harguindeguy. Développement de supports d’immobilisation biosourcés pour la dégradation enzymatique de micropolluants dans un réacteur à lit fluidisé. Génie des procédés. Université Montpellier, 2020. Français. ⟨NNT : 2020MONTG023⟩. ⟨tel-03414563⟩
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