Etude de l'oxydation bactérienne de composes soufres en vue de l'application au traitement de sols pollués par des métaux

par Nathalie Castaner

Thèse de doctorat en Gestion et traitement du déchet

Sous la direction de Rémy Gourdon.

Soutenue en 1995

à Lyon, INSA , dans le cadre de École Doctorale de Chimie (Lyon) , en partenariat avec LCPAE – Chimie Physique Appliquée et Environnement (Lyon, INSA) (laboratoire) .


  • Résumé

    La France, comme l'ensemble des pays industrialisés, compte sur son territoire de nombreux sites pollués par des métaux ou des composés organiques. Devant la nécessité de traiter certains sites, de nombreuses méthodes de dépollution ont vu le jour, notamment en Amérique du Nord, ou ont été adaptées à partir de celles existantes pour les déchets solides. Il s'agit essentiellement de traitements physiques (solidification, vitrification, electromigration), thermiques, chimiques (lavages) ou de méthodes de confinement. Les méthodes biologiques prennent une faible part du marché surtout en ce qui concerne la pollution par les métaux. La méthode que nous étudions, la biolixiviation par oxydation des produits soufrés, est déjà utilisée au niveau industriel pour la récupération de métaux à partir de minerais appauvris. Elle a déjà été étudiée pour le traitement de boues de station d'épuration et de scories mais, à notre connaissance, pas pour le traitement de sols pollués. Dans un premier temps, le travail effectué sur les sulfures métalliques (ZnS et CdS) a permis de mettre au point le protocole opératoire et d'étudier les cinétiques d'oxydation de ces 2 espèces par Thiobacillus ferrooxidans. Le 2ème composé soufré est la fleur de soufre dont nous avons étudié l'oxydation par Thiobacillus thiooxidans. L'étude a effectuée en batch puis en réacteur et a été suivie par une modélisation des phénomènes. Dans un 2ème temps, le procédé a été testé sur un sol d'origine industrielle pollué par du zinc, du cuivre, du plomb et de l'arsenic. L'étude de faisabilité de traitement menée en batch a conduit à la solubilisation de 50% du zinc et 40% du cuivre mais s'est avérée inefficace pour les 2 autres éléments. Les travaux ont été poursuivis par une étude pilote de lixiviation en tas permettant de traiter 4 kg de sol qui a conduit à des résultats décevants car les pourcentages de solubilisation des métaux ne dépassent pas 10%. Cependant, L'étude s'est avérée positive quant à l'approche expérimentale et devrait être testée sur un autre type de sol ayant des caractéristiques physio-chimiques différents. Le modèle d'oxydation du soufre devrait être développé en tenant compte des facteurs limitants tels que la diffusion de l'oxygène et des nutriments à travers la couche de sol.

  • Titre traduit

    = study of bacterial oxidation of sulphur compounds with the objective of an application to the treatment of soils polluted by metals


  • Résumé

    France, as other industrialized countries, has on its territory many sites contaminated by metallic or organic pollutants. Specific remediation technologies have been developed, mainly in North. America, and other technologies used for the treatment of solids wastes have also been adapted to the treatment of contaminated technologies include physical chemical methods (such as stabilization/solidification, vitrification, electroreclamation, extraction), thermal processes (desorption,. . . ) and containment. Biological process are still relatively rarely applied for metallic pollutant. Bioleaching is a potentially applicable method which has been studied in this work. The method is currently used at industrial level for metal recovery from low-grade ores (bio-hydro-metallurgy based on bacterial / oxidation of metal sulfide). In first step, experiments have been conducted on the oxidation of ZnS and CdS in order to validate own experimental approach. Then. ' the study focused on the oxidation of sulfur with the Objective to couple the production of sulfuric acid by Thiobacillus thioox. Idans with the leaching of metals from the contaminated soil. A kinetic mod has been developed for the bacterial oxidation of sulfur. In a second step, the process has been tested on a real soil from an industrial site contaminated by zinc, copper, lead and arsenic, Feasibility study conducted in shaker t1asks resulted in the extraction of 50% of zinc and 40% of copper, but was inefficient on the other 2 elements. Further studies conducted on laboratory-scale lysimeters containing 4 kg of soil to simulate heap extraction indicate that limiting factor reduced the yield of stabilization to around 10%. Results indicate that the process should be tested on other contaminated soils to evaluate better its applicability, and that the model of sulfur oxidation should be developed ta take into account limiting factors such as the diffusion of oxygen ad nutriments in the soil layer.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (215 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p

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