Etude hydrodynamique et biologique d'un procédé de méthanisation à biofilm : le réacteur à lit turbulé inverse / Sébastien Michaud ; [sous la dir. de] Michel Roustan

Date :

Editeur / Publisher : [S.l.] : [s.n.] , 2001

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Méthanisation

Réacteurs à lit fluidisé

Turbulence

Méthanogènes

Biogaz

Biofilms

Roustan, Michel (1945-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Institut national des sciences appliquées (Toulouse ; 1961-....) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Relation : Etude hydrodynamique et biologique d'un procédé de méthanisation à biofilm : le réacteur à lit turbulé inverse / Sébastien Michaud ; [sous la direction de] Michel Roustan / Grenoble : Atelier national de reproduction des thèses , 2001

Résumé / Abstract : Cette thèse porte sur la mise en œuvre et le démarrage d'un réacteur à lit turbulé inverse avec des particules d'ExtendospheresÔ pour le traitement anaérobie d'un effluent agro-alimentaire. Une étude hydrodynamique a permis de caractériser les écoulements et le macro-mélange en présence de ce support de petite taille (147æm) et de faible densité (0,7). L'hypothèse d'un pseudo-fluide homogène liquide-solide dont la viscosité apparente dépend de la quantité de solide illustre bien le comportement des phases lors de l'injection du gaz pour la fluidisation. Une étude biologique a montré que le contact initial entre cellules et support entraîne une adaptation physiologique des microorganismes à la présence de solide après une inhibition temporaire de la méthanisation. Le rendement en méthane s'est avéré un paramètre de suivi intéressant de la formation et du détachement du biofilm. Un faible temps de séjour hydraulique lors du démarrage a permis de réduire la phase de latence lors de la colonisation du support. Un fonctionnement continu robuste du réacteur a été obtenu grâce à un contrôle de l'alimentation par le pH. Elle a aussi permis d'étudier l'influence de la fluidisation par le gaz sur le taux d'attrition du biofilm. La vitesse du gaz est apparue comme un paramètre de contrôle actif de la proportion de cellules, de la densité et de la résistance du biofilm.

Résumé / Abstract : This work deals with the operation and start-up of a turbuled bed reactor with ExtendospheresÔ as a support, for the anaerobic treatment of a food process wastewater. An hydrodynamic study was carried out to characterise the liquid flow and mixing with this carrier of small size (147æm) and density (0.7). Phase behaviour during fluidizing gas injection can be described by an homogeneous liquid-solid pseudo-fluid whose apparent viscosity depends on the solid concentration. A biological study showed that the initial contact between cells and particles caused a physiological adaptation of microorganisms to the presence of solid after a transitory inhibition of methane production. The methane yield has been showed to be an interesting parameter to monitor biofilm formation and detachment. A low hydraulic retention time during the start-up period has been decisive to reduce the lag-period during carrier colonization. A robust continuous operation of the reactor has been obtained using a pH-controlled feeding. Gas velocity has been shown to be an important parameter to control cells concentration, density and durability of the biofilm.