Traitements des eaux grises par procédés membranaires et/ou biologiques en vue de leur recyclage à l'intérieur de leur bâtiment

par Fanny Hourlier

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur. Génie des procédés

Sous la direction de Pierre Le Cloirec et de Catherine Faur.


  • Résumé

    The present work deals with the comparative investigation of membrane technologies, used directly or combined with a biological treatment, in order to reuse greywaters inside buildings. First, synthetic greywaters were formulated to allow the selected processes to be studied in similar conditions, that is to say with a complete mastery over the composition of the effluent. The results show that the effluent characteristics are representative of those of real greywaters. Secondly, the hydraulic and treatment performances of two greywaters recycling processes were studied. The first one is a tubular nanofiltration membrane used without any pre-treatment device. The influence of several parameters was assessed while treating synthetic greywater. These results were validated by filtering real greywaters in similar operating conditions. Thanks to these experiments, the influence of the molecular weight cutoff and of the transmembrane pressure on the performance of the process has been evaluated. A conversion rate of 87. 5 % was reached, and the permeate quality was consistent with the most stringent regulations on water reuse inside buildings. The second process considered is a submerged membrane bioreactor, in which the ultrafiltration hollow-fibres membrane module is placed outside the bioreactor, in a side-stream position. The impact of various operating parameters and of the biological activity on process performances was measured. The results show that the permeate quality and the achievable volume flux densities are strongly influenced by the transmembrane pressure applied, by the duration of extraction, backwashing and relaxation steps, and by the activated sludge loading. Finally, the study is concluded by a techno-economic analysis, in which both processes are compared, and the key results obtained during the study are given

  • Titre traduit

    Membrane and/or biological tratment processes for greywaters recycling and ruse inside buildings


  • Résumé

    La thèse présentée porte sur l’étude comparative des technologies membranaires directes et couplées à une épuration biologique dans le cadre du recyclage des eaux grises à l’intérieur du bâtiment. Dans un premier temps, des eaux grises synthétiques ont été formulées pour permettre l’étude des procédés retenus dans des conditions répétables, c’est-à-dire en s’affranchissant d’une non-maîtrise de l’effluent brut. La caractérisation de ces eaux grises synthétiques a montré qu’elles sont représentatives d’eaux grises réelles. En second lieu, les performances hydrauliques et épuratoires de deux procédés de recyclage des eaux grises ont été étudiées. Le premier est une membrane de nanofiltration tubulaire utilisée sans aucun prétraitement. L’influence de différents paramètres a été évaluée lors du traitement d’eaux grises synthétiques. La validation de ces résultats a été effectuée en filtrant des eaux grises réelles dans des conditions opératoires similaires. Ces expérimentations ont permis d’évaluer l’influence du seuil de coupure et de la pression transmembranaire sur les performances du procédé. Un taux de conversion de 87,5 % a été atteint, et la qualité du perméat est conforme aux législations les plus strictes sur le recyclage des eaux à l’intérieur du bâtiment. Le second procédé considéré est un bioréacteur à membranes immergées (BAMI), dans lequel les membranes d’ultrafiltration à fibres creuses sont déportées à l’extérieur du bioréacteur. L’impact de différents paramètres opératoires et de l’activité biologique sur ses performances a été mesuré. Les résultats ont montré que la qualité des perméats produits et la densité de flux volumique atteignables sont fortement influencées par la pression transmembranaire appliquée, par les durées d’extraction, de rétrolavage et de relaxation et par la charge massique à épurer. Enfin, la démarche a été finalisée par une analyse technico-économique comparative des deux procédés évalués, et des principaux résultats obtenus au cours de l’étude.

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  • Détails : 1 vol. (260 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 247-260

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