Reference : La nitrification dans le cadre du traitement des eaux usées: production de nitrites, ...
Dissertations and theses : Master's dissertation
Life sciences : Environmental sciences & ecology
http://hdl.handle.net/2268/95321
La nitrification dans le cadre du traitement des eaux usées: production de nitrites, préservation des nitrifiants et effet d'un support
French
Malchair, Sandrine mailto [Université de Liège - ULiège > Département des sciences et gestion de l'environnement > Ecologie végétale et microbienne >]
2002
University de Liege, ​​Belgium
Carnol, Monique mailto
[en] Oxydant ammoniac
[en] Le monde actuel est confronté à de nombreux problèmes environnementaux résultant des activités anthropiques. Parmi ceux-ci se pose le problème de la pollution de l’eau. Veiller au maintien de la qualité de l’eau devient une nécessité pour les sociétés humaines. Ce mémoire s’inscrit dans le cadre du traitement des eaux usées. Nous avons étudié le processus de nitrification, qui associé à la dénitrification, permet de diminuer l’impact de la pollution par l’azote. Ce mémoire s’inscrit dans le cadre d’un projet de la région wallonne qui étudie l’élimination de la charge azotée des eaux usées d’origine agricole par dans une première phase, le développement d’un procédé biotechnologique permettant de produire préférentiellement des nitrites ; pour ensuite, éliminer ceux-ci par dénitrification.
La nitrification peut être définie comme étant la transformation biologique de composés organiques et inorganiques (NH4+) d’une forme réduite en forme plus oxydée (NO2-, NO3-). Ce processus peut être le fait d’organismes autotrophes et hétérotrophes. La présence de nitrate dans les cours d’eau peut provoquer l’eutrophisation de ces systèmes aquatiques entraînant des conditions anoxiques et la diminution de la diversité.

Ce mémoire est composé de trois chapitres traitant chacun un aspect de la nitrification dans le traitement des eaux usées. Le premier chapitre tente de déterminer les conditions du milieu favorisant les bactéries responsables de la nitritation. Pour cela, des systèmes d’étude en continu sont mis en place. Lors de cette expérience, il est apparu nécessaire de toujours disposer d’inocula stables. C’est pourquoi, dans le second chapitre, nous avons testé différentes méthodes de préservation des populations bactériennes. Le dernier chapitre de ce mémoire étudie l’effet de différents supports sur la nitrification.

Dans le premier volet de ce mémoire, les systèmes de culture en continu ont permis d’établir les conditions du milieu favorables à la production de nitrites. Ces conditions sont les suivantes : Concentration en N-NH4+ de 300 mg N/l, pH de 8.2 ± 0.2, température de 30°C et concentration en oxygène dissous inférieure à 2mg/l. Les paramètres les plus importants pour favoriser les populations bactériennes oxydant l’ammonium sont le pH et la teneur en oxygène dissous. Nous avons mis en évidence que les fluctuations de pH sont néfastes pour le maintien de la nitritation. Les teneurs en oxygènes dissous faibles (inférieures à 2mg/l) stimulent les bactéries oxydant l’ammonium mais n’affectent pas celles qui oxydent les nitrites.
Le second volet de ce mémoire étudie les méthodes de préservation de la population nitrifiante afin d’envisager la méthode de stockage adéquate permettant à ces populations de maintenir leur activité nitrifiante. Les différentes méthodes de conservation envisagées sont les suivantes : conservation à court terme à 4°C, conservation à plus long terme à -20°C, -80°C ou par lyophilisation, en présence ou en absence de cryoprotecteurs (DMSO et glycérol). Il apparaît que les traitements employés ont des effets significatifs sur les taux de production de nitrites plus nitrates (p<0.05). La lyophilisation ne semble pas être une technique adéquate pour la préservation des nitrifiants. L’emploi de DMSO comme cryoprotecteur semble plus adéquat que l’emploi de glycérol. La conservation à court terme à 4°C semble appropriée aux nitrifiants. A plus long terme, la conservation à -80°C en présence de DMSO semble la plus adéquate aux populations de bactéries nitrifiantes.

Le dernier volet de ce mémoire envisage l’effet d’un support sur la nitrification. Notre hypothèse de départ était que la présence d’un support favorise la nitrification. Dans le sol, les bactéries se lient fortement aux argiles. Nous avons utilisé quatre argiles comme support dans cette expérience. Nous avons employé, également des cubes de mousses de polyuréthane (grande surface pour que les bactéries se fixent) et de la craie (tamponner le milieu). Les traitements envisagés n’ont aucun effet significatif sur la production de nitrites plus nitrates (p> 0.05). Notre hypothèse de départ a été infirmée. Cependant, aucune inhibition due à la présence du support sur la nitrification n’est observée.

En conclusion, nous pouvons dire qu’il est possible en ajustant le pH et la teneur en oxygène dissous de favoriser les populations de bactéries oxydant l’ammoniac et donc la production de nitrites.
Les conservations à court et à long terme de populations nitrifiantes sont envisageables.
La présence de support a maintenu la nitrification à un taux identique à celui observé pour des populations témoins sans support. Malgré leurs propriétés respectives, aucun support testé n’a favorisé la nitrification.
http://hdl.handle.net/2268/95321

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