Couplage du traitement biologique et de l'electroxydation au sein d'un bioréacteur à membranes à biomasse granulaire anaérobie pour l'élimination de micropolluants organiques dans des eaux résiduaires urbaines.

The integration of biological treatment and electro-oxidation within an anaerobic granular biomass membrane bioreactor for the removal of organic micropollutants in urban wastewater.

• Auteur / Autrice : Olga El kik
• Direction : François Lestremau, Marc Heran
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : STE-Sciences de l'Eau
• Date : Inscription en doctorat le 01/02/2023
• Etablissement(s) : IMT Mines Alès
• Ecole(s) doctorale(s) : Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : HSM - Hydrosciences Montpellier
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Eau, Ressources, Territoires

Mots clés

Mots clés libres

Traitement biologique

Bioréacteur anaérobie à membrane

Eaux de rejets urbains

Electroxydation

Biological treatment

Anaerobic membrane bioreactor

Urban wastewater

Electro-oxidation

Résumé

Les récentes révisions de la Directive Cadre Européenne sur l'eau soulignent l'impératif critique de lutter contre la pollution, de réguler les niveaux de nutriments et de tendre vers la neutralité énergétique. Ces modifications imposent des limites strictes au regard des critères pour l'élimination des micropolluants. En réponse, il est impératif d'adopter des stratégies de traitement holistiques visant à protéger à la fois l'environnement et la santé publique, nécessitant des installations avancées capables d'éliminer efficacement la matière organique et les micropolluants tout en minimisant la consommation d'énergie. Dans ce contexte, la présente étude vise à évaluer l'intégration du traitement biologique et de l'électro-oxydation dans un Bioréacteur à Membrane Anaérobie avec biomasse granulaire anaérobie (G-eAnMBR), spécifiquement conçu pour l'élimination des micropolluants organiques récalcitrants des eaux usées urbaines. Les objectifs de cette recherche englobent le choix de micropolluants d'intêret, le développement de méthodes analytiques pour leur quantification, et la conception, la construction et l'optimisation d'un réacteur G-eAnMBR. Ce réacteur vise à intensifier les réactions biologiques, à atténuer le colmatage membranaire et à parvenir à une oxydation avancée des micropolluants ciblés. De plus, l'étude cherche à comprendre les voies de dégradation des substances organiques par les systèmes AnMBR et électrochimiques, tout en évaluant les performances de purification, la production de biogaz, la toxicité des micropolluants et de leurs produits de dégradation dans les effluents, ainsi que le colmatage du système. Cette recherche vise à contribuer de manière significative aux méthodologies durables de traitement des eaux usées, favorisant des pratiques plus efficaces et respectueuses de l'environnement.

The recent revisions to the European Water Framework Directive underscore the critical imperative of addressing pollution, regulating nutrient levels, and striving for energy neutrality. These modifications introduce strict limits on nutrient discharges for eliminating micropollutants. In response, there is a pressing need to adopt holistic treatment strategies that safeguard both the environment and public health, necessitating advanced facilities capable of efficiently removing organic matter and micropollutants while minimizing energy consumption. Within this context, the present study aims to assess the integration of biological treatment and electro-oxidation in an Anaerobic Membrane Bioreactor featuring anaerobic granular biomass (G-eAnMBR), specifically designed for the removal of organic recalcitrant micropollutants from urban wastewater. The objectives of this research encompass the selection of micropollutants of interest, the development of analytical methods for their quantification, and the design, construction, and optimization of a G-eAnMBR reactor. This reactor aims to intensify biological reactions, mitigate membrane fouling, and achieve advanced oxidation of targeted micropollutants. Additionally, the study seeks to understand the degradation pathways of organic substances by AnMBR and electrochemical systems, while assessing purification performance, biogas production, the toxicity of micropollutants and their degradation products in effluents, as well as system fouling. This research aims to contribute significantly to sustainable methodologies for wastewater treatment, promoting more efficient and environmentally friendly practices.