Production et élimination des sulfures produits lors de la biométhanisation de boues de station de traitement des eaux usées domestiques : Procédés biologiques de sulfooxydation par des thiobacilles anaérobies facultatifs (projet SULFOX)

Production and removal of sulfides produced during biomethanation of from domestic wastewater treatment plant sludge : Biological sulfooxidation processes using facultative anaerobic thiobacilli (SULFOX project)

• Auteur / Autrice : Abdelaziz El Houari
• Direction : Rémy Guyoneaud, Abdel-Illah Qatibi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et biologie des organismes-populations-interactions
• Date : Soutenance le 30/08/2018
• Etablissement(s) : Pau en cotutelle avec Université Cadi Ayyad (Marrakech, Maroc). Faculté des sciences Semlalia
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)
• DOI : 10.70675/39bc2f76z49fbz44cbz8e95z41813d8b82dd

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sulfures

Eaux usées -- Épuration -- Procédé des boues activées

Biogaz

Bactéries anaérobies

Archéobactéries

Mots clés libres

Sulfures

Digestion anaérobie

Biogaz

Bactéries sulfatoréductrices

Bactéries sulfooxydantes

Archées

Synergistetes

MiSEQ

Isolement et caractérisation

Sulfides

Anaerobic digestion

Biogas

Sulfate reducing bacteria

Sulfur oxidizing bacteria

Archea

Synergistetes

MiSEQ

Isolation and characterisation

Résumé

Reconnu par leur effet toxique, inhibiteur et corrosif, les sulfures (S2-, SH-, SH2) sont un sous-produit indésirable de la digestion anaérobie des boues de station de traitement des eaux domestiques de la ville de Marrakech, Maroc (STEP). Ils proviennent essentiellement de la réduction ''dissimilatrice'' des composés soufrés (SO4 2-, SO3 2-, S2O4 2- ..) contenus dans ces boues. Ce processus est réalisé par un groupe bactérien anaérobie appelé bactéries sulfatoréductrices (BSR). Une fois dans le biogaz, les sulfures sous forme gazeuse réduisent en plus la durée de vie des installations et des équipements de la STEP. Elle est ainsi dotée d’installations biologiques et physico-chimiques lui permettant d’éliminer ces sulfures avant la transformation du biogaz en énergie électrique. Cependant, ces procédés sont onéreuses et grandes consommatrices d’énergies. D’où l’idée de minimiser la production des sulfures au sein même des digesteurs anaérobies. Pour cela, il était nécessaire d’abord de connaître les microorganismes à l'origine de la production des sulfures (BSR), ceux potentiellement impliqués dans leur élimination (bactéries sulfo-oxydantes), et d’un groupe de microorganismes fermentaires (Synergistetes) intervenant dans le bon fonctionnement de la digestion anaérobie. Ces études ont été menées à la fois sur des d'approches moléculaires et culturales. Les résultats obtenus, ont permis de comprendre comment ces groupes bactériens, d’intérêts écologique et économique importants, interviennent dans la digestion anaérobie des boues de la STEP permettant à la fois d’accélérer les processus d’oxydation de la matière organique combinée à la réduction des composés soufrés et de minimiser la concentration des en sulfure dans le biogaz.

Recognized by their toxic, inhibitory and corrosive effect, sulfides (S2-, SH-, H2S) are an undesirable by-product of the anaerobic digestion of from domestic wastewater treatment plants sludge in the city of Marrakech, Morocco (WWTP). They produced mainly by the dissimilatory reduction of sulfur compounds (SO42-, SO32-, S2O42-) contained in these sludges. This process is performed by an anaerobic bacterial group called sulfate reducing bacteria (SRB). Once in the biogas, the sulfides in gaseous form shorten in addition the lifetime of the installations and equipments of the WWTP. It is thus equipped with biological and physicochemical installations allowing it to eliminate these sulfides before the transformation of biogas into electrical energy. However, these processes are expensive and consume large amounts of energy. Hence the idea of minimizing the production of sulfides within anaerobic digesters. For this, it was first necessary to know the microorganisms originating of the production of sulfides (SRB), those potentially involved in their elimination (sulfur oxidizing bacteria), and a group of fermentative microorganisms (Synergistetes) involved in the good functioning of the anaerobic digestion. These studies were conducted on both molecular and cultural approaches. The results obtained allowed to understand how these bacterial groups, of great ecological and economic interest, are involved in the anaerobic digestion of sludge from the WWTP, which both accelerates the oxidation processes of the organic matter combined with the reduction of sulfur compounds and to minimize the concentration of sulfide in biogas.