« Développement d’une unité de traitement des eaux noires à chasse d’eau éternelle »

"Development of a blackwater treatment unit within a water recirculating flush toilet"

• Auteur / Autrice : Rayan Charafeddine
• Direction : Marc Héran
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : APAB-Sciences des Procédés des Matériaux, Bioproduits et Aliments
• Date : Inscription en doctorat le 27/10/2020
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-….)
• Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IEM - Institut Européen des Membranes

Mots clés

Mots clés libres

Génie des Procédés

Méthanisation

Electrolyse

Séparation solide/liquide

Valorisation des boues fécales

Process engineering

Anaerobic digestion

Electro-oxidation

Liquid/Solid Separation

Fecal sludge reuse

Résumé

Au vu de la prise de conscience généralisées autour des limites du modèle d’assainissement du tout-à-l’égout, bon nombre de solutions décentralisées pour mieux recycler les nutriments et/ou économiser l’eau ont été proposées. L’objectif de cette thèse consiste à mettre en place une stratégie de traitement pour l’une de ces solutions ; un procédé de recyclage des eaux noires provenant de toilettes à chasse. Le procédé consiste en un réacteur électrochimique et un bioréacteur anaérobie couplés en boucle fermée et fonctionne donc naturellement en autonomie d’eau. Les objectifs de traitement à chaque étape seront dans un premier temps définis, pour que les paramètre opératoires permettant de les atteindre soient par la suite déterminés. Ceci devra se faire en tenant compte de plusieurs contraintes comme la variabilité des intrants, l’accumulation de sels et de toute autre espèce non éliminée dans la boucle. Celà passe par une bonne compréhension des différents mécanismes physico-chimiques, biologique et électrochimiques mis en jeu afin d’optimiser chaque traitement unitaire. Et bien comprendre les variations dans la composition du flux avec le temps, ce qui permettra d’anticiper la qualité des eaux et des boues et ainsi définir les limites d’utilisation, les protocoles d’entretien nécessaires, et les potentiels usages des sous-produits.

In light of the obsolescence of the centralised sanitation model, several sanitation solutions that aim to better recycle nutriments and / or save water have been put forward. The goal of this thesis is to establish à treatment strategy for one of those proposed solutions; a process of blackwater recycling flush toilet. It is based on the coupling of a bioreactor with an electrochemical cell, so it can function in total water autonomy while guaranteeing user comfort. The treatment target at each stage will first be defined, and the operation parameters that permit reaching them will later be determined. This will have be done while taking account of the constraints of the process, like the variability of the feed and the accumulation of whatever chemical species could not be eliminated from the closed loop. This will be achieved through a thorough comprehension of the different biological, chemical, and electrochemical processes at play. Which will permit the modelling the variation of the flux over time, and thus to better define the limits of the system, the maintenance strategy, and the reuse potential of its by-products.