Traitement des effluents d’un service d’oncologie par bioréacteur à membranes : faisabilité d’acclimatation et gain apporté sur l’élimination de molécules médicamenteuses

Oncological ward wastewater treatment by membrane bioreactor : feasibility of biomass acclimation and improvement of pharmaceuticals removal

• Auteur / Autrice : Pierre Hamon
• Direction : Benoît Marrot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance le 07/07/2014
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Jury : Président / Présidente : Ivan Marc
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Benoît Marrot, Christelle Guigui, Christelle Wisniewski, Marc Daumas, Philippe Moulin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christelle Guigui, Christelle Wisniewski

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biotransformation (métabolisme)

Inhibiteurs

Anticancéreux

Réacteurs à membrane

Bioréacteurs

Déchets biomédicaux

Mots clés libres

Résidus médicamenteux

Bioréacteur à membranes

Anticancéreux

Inhibition

Colmatage

Biotransformation

Sorption

Pharmaceutical residues

Oncology

Cytostatic

Inhibition

Membrane bioreactor

Biotransformation

Sorption

Résumé

Si les risques liés à la présence de résidus médicamenteux dans l'environnement sont encore méconnus, les premiers cas avérés et l'introduction récente de trois médicaments (2013) sur une liste de surveillance de l'UE imposent d'ores et déjà le développement de procédés de traitement capables d'éliminer cette pollution spécifique. C'est dans ce contexte que le traitement des effluents d'un service d'oncologie par un bioréacteur à membranes a été évalué dans cette thèse. Les effluents collectés sont caractérisés par une importante variabilité de la charge polluante et des concentrations médicamenteuses très élevées, parfois supérieures à 1 mg.L-1. Ces conditions n'ont pas favorisé le développement continu de la biomasse épuratrice. Il a toutefois été démontré que la toxicité de ces effluents n'est pas proportionnelle à la charge appliquée puisqu'une charge massique supérieure à 0.20 kgDCO.kgMVS-1.j-1 permet la croissance de la biomasse. Le colmatage des membranes a permis une rétention significative des médicaments sélectionnés. L'élimination des médicaments sélectionnés a par ailleurs été systématiquement améliorée par les boues acclimatées avec notamment le développement de capacités de biotransformation sur des molécules parfois uniquement éliminées par sorption dans les stations d'épuration.

The risks concerning the presence of pharmaceutical residues into the environment are still unknown. However, the first confirmed cases and the recent introduction of three drugs (2013) on a surveillance list of EU already require the development of processes able to remove this specific pollution. It is against that background that oncological ward wastewater treatment by a membrane bioreactor was investigated in this thesis. These effluents are characterized by a very variable charge and high pharmaceutical concentrations, sometimes above 1 mg.L-1. These conditions did not favor the continuous development of the biomass. However, it could be demonstrated that the toxicity of these effluents is not related to the applied charge since a food to microorganisms ratio above 0.20 kgCOD.kgMLVSS-1.d-1 allows biomass growth. Membrane fouling played a major role in the significant retention of the investigated drugs. In comparison to unacclimated activated sludge from WWTP pharmaceutical removal was systematically enhanced by the acclimated biomass with the development of biotransformation possibilities.