Développement d'une méthode d'hygiénisation thermique des effluents au moyen d'échangeurs de chaleur (application au lisier porcin)

par Charles Cunault

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Anne-Marie Pourcher et de Colin Harold Burton.

Soutenue en 2012

à Rennes 1 .


  • Résumé

    Most conventional treatments applied to effluents have little impact on pathogens. Therefore, a method of heat treatment of effluents was developed. The treatment consists in applying a target temperature during a definitetime to the effluent which is continuously heated and kept warm before being cooled. The system includes twoheat exchangers that can recycle up to 70% of the heat required for heating. They are followed by a retentionunit in which effluent is kept hot. A first study was performed on the effectiveness of continuous thermalsanitation in terms of set microbial indicators using temperature and time criteria. The results showed thatenterococci, which modelled most of the common vegetative pathogenic bacteria, could be inactivated by thetreatments: 260min/55°C, 60min/60°C and <1min/70°C. However, even for 10min/96 °C, it is not possible toguarantee the safety of the treated effluent due to the presence of pathogenic spore forming bacteria. A secondstudy consisted in the assessment of fouling occurring at 55 and 80°C. In a first time, kinetics of fouling werestudied. Slower fouling was observed at 55°C than at 80°C. However at 55°C, a progressive decrease intemperature was injurious to the effectiveness of disinfection. Thus, the temperature of 55°C appeared to beinappropriate. Furthermore, at 80°C, process duration can be extended by treating a mixture of untreated andthermally treated effluent. Two fouling types were observed. Type I was found at temperature above 50°C andwas composed of 67-76% mineral (>90% whitlockite) and 24-33% organic matter (35-50% protein). The Type IIconsisted of a biofilm and was thicker between 35 and 50°C.

  • Titre traduit

    Development of a continuous thermal method for the sanitization of contaminated effluents (tested on pigslurry)


  • Résumé

    Les traitements classiques appliqués aux effluents ont peu d'impact sur les pathogènes. Aussi une méthode detraitement thermique des effluents a été développée. Son principe repose sur l'application d'un coupletemps/température. L'effluent est chauffé en continu puis maintenu chaud avant d'être refroidi. Le systèmecomprend deux échangeurs de chaleur qui permettent de recycler jusqu'à 70 % de la chaleur nécessaire auchauffage. Ils sont suivis d'une unité de rétention permettant de maintenir l'effluent chaud. L'efficacitéhygiénisante du pilote a été testée sur un lisier de porcs ayant. Une première étude a testé l'efficacitéd'abattement de microorganismes indicateurs pour différents barèmes temps/température. Il s'avère que lesentérocoques, représentatifs de la plupart des bactéries pathogènes communes, peuvent être inactivés pour destraitements de 260min/55°C, 60min/60°C et <1min/70°C. Cependant, même à 96°C l'innocuité ne peut pas êtregarantie à cause des endospores pathogènes présentes. Une seconde étude a évalué les cinétiques de dérived'efficacité du système lors de la formation d'encrassement pour les températures de 55 et 80°C. L'encrassementobtenu a été caractérisé chimiquement et structuralement. Il s'avère que l'encrassement est moins rapide à 55°Cqu'à 80°C. Toutefois à 55°C, la diminution progressive de la température de traitement est préjudiciable àl'efficacité de la désinfection. Deux types d'encrassements ont été observés. Le type I est retrouvé au-delà de50°C et est composé de 67-76% de minéraux (>90% de whitlockite) et de 24- 33% de matières organiques (35-50% de protéines). Le type II est un biofilm se formant majoritairement de 35 à 50°C.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (208 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 193-204

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  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2012/16
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