Etude chimique et microbiologique des exopolymères de boues activées : éléments de compréhension du fonctionnement des stations d'épuration

Chemical and microbiological investigation of extracellular polymeric susbstances (EPS) from activated sludges : elements of comprehension of wastewater treatment plants

• Auteur / Autrice : Christophe Garnier
• Direction : Philippe De Donato
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microorganismes

Polymères microbiens

Eaux usées -- Stations de traitement

Eaux usées -- Épuration

Résumé

Les exopolymères (EPS) présents dans les flocs de boues activées ont été identifiés et caractérisés par leur taille et par leur nature chimique. La HPLC-SEC nous a permis d'obtenir, de séparer et de simplifier le mélange des EPS extraits des boues selon leur masse moléculaire. Les faibles quantités de matière recueillie dans chaque prélèvement n'ont pu être étudiées qu'en µFT-IR. La possibilité d'analyse fine à l'échelle du micron, autorise une grande sensibilité dans l'identification chimique des différentes familles d'EPS. A partir des spectres obtenus, nous avons pu élaborer une base de données chimiques des EPS et déterminé une signature spécifique pour chaque station étudiée. Il est probable qu'il existe un nombre de signatures exopolymériques limitées correspondant à des conditions particulières de fonctionnement. Des cultures pures de Klebsiella et Enterobacter, nous ont permis de suivre la cinétique de production des EPS de deux souches seules ou en compétition dans le milieu.

HPLC-SEC and µFT-IR were coupled to investigate the molecular weight and nature of extracellular polymeric substances (EPS) from activated sludges. This study was performed at two levels: (i) macroscopic chromatographic approach which allowed to screen macromolecules of various sizes and (ii) microscopic spectroscopic approach to identify chemical species or more often their association. The EPS identified in activated sludge were collected in a chemical database which provides the basis for comparison wastewater treatment plants. The EPS chromatographic fingerprints of sludge from various origins remained stable in normal operating conditions, but were drastically modified during settling crises. This study was focused on the EPS extracted from the bacteria isolated from activated sludge of the paper industry. The two bacterial strains had very different kinetics of EPS production and the competitive effects on the EPS production have been clearly demonstrated.