Caractérisation du colmatage et de l'hydrodynamique dans les bioréacteurs à membranes PDF Download
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Author: Samuel Pollet
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 366
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Book Description
L’objectif est de caractériser le colmatage et l’hydrodynamique dans un bioréacteur à membranes (BAM) avec recirculation, constitué de modules membranaires externes, en lien avec leur géométrie et l’aération. Cinq modules contenant des fibres creuses libres sont comparés à mêmes vitesses superficielles de gaz (0 0,154 m.s 1), de liquide (0 0,038 m.s 1) et flux de perméat (10 50 L.h 1.m 2). Des analyses de distribution des temps de séjour (DTS), des mesures de rétentions gazeuses et des enregistrements vidéos sont couplés à l’étude du colmatage afin le relier à l’hydrodynamique. Les analyses DTS mettent en évidence deux zones de mélange : une zone piston à la base du faisceau de fibres et une zone parfaitement mélangée dans la partie supérieure. Lorsque le débit de gaz augmente, l’écoulement gaz liquide passe d’un régime homogène de fines bulles à un régime hétérogène avec coalescence des bulles. L’influence de la géométrie montre que plus la densité de fibres est faible, plus la vitesse superficielle de gaz à laquelle cette transition a lieu est élevée. Lors de la filtration de suspensions de bentonite, une augmentation de la vitesse superficielle du gaz et une diminution de la densité de fibres limite le colmatage particulaire. Durant la filtration de surnageant de boues activées réelles, le rôle des macromolécules de type protéines dans le colmatage des membranes est mis en évidence. La filtration d’effluents réels avec une relaxation toutes les 7,5 min et une aération continue (0,026 Nm3.h 1.m 2) est un protocole de filtration prometteur afin de garder une pression transmembranaire et des vitesses de colmatage modérées, améliorant ainsi les performances des BAM
Author: Samuel Pollet
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 366
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Book Description
L’objectif est de caractériser le colmatage et l’hydrodynamique dans un bioréacteur à membranes (BAM) avec recirculation, constitué de modules membranaires externes, en lien avec leur géométrie et l’aération. Cinq modules contenant des fibres creuses libres sont comparés à mêmes vitesses superficielles de gaz (0 0,154 m.s 1), de liquide (0 0,038 m.s 1) et flux de perméat (10 50 L.h 1.m 2). Des analyses de distribution des temps de séjour (DTS), des mesures de rétentions gazeuses et des enregistrements vidéos sont couplés à l’étude du colmatage afin le relier à l’hydrodynamique. Les analyses DTS mettent en évidence deux zones de mélange : une zone piston à la base du faisceau de fibres et une zone parfaitement mélangée dans la partie supérieure. Lorsque le débit de gaz augmente, l’écoulement gaz liquide passe d’un régime homogène de fines bulles à un régime hétérogène avec coalescence des bulles. L’influence de la géométrie montre que plus la densité de fibres est faible, plus la vitesse superficielle de gaz à laquelle cette transition a lieu est élevée. Lors de la filtration de suspensions de bentonite, une augmentation de la vitesse superficielle du gaz et une diminution de la densité de fibres limite le colmatage particulaire. Durant la filtration de surnageant de boues activées réelles, le rôle des macromolécules de type protéines dans le colmatage des membranes est mis en évidence. La filtration d’effluents réels avec une relaxation toutes les 7,5 min et une aération continue (0,026 Nm3.h 1.m 2) est un protocole de filtration prometteur afin de garder une pression transmembranaire et des vitesses de colmatage modérées, améliorant ainsi les performances des BAM
Author: Samuel Pollet
Publisher: Academiques
ISBN: 9783838172552
Category :
Languages : fr
Pages : 376
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Book Description
Author: Romuald Van Kaam
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 181
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Book Description
Le travail présenté dans ce mémoire est focalisé sur la compréhension de l'action des paramètres de filtration (temps de filtration, de non filtration, de rétrolavage, mode et débit d'aération) dans un BAMI pour le traitement d'eaux usées domestiques. La partie expérimentale a été conduite en deux temps. Tout d'abord sur effluent synthétique pour tester différentes conditions opératoires de filtration dans des conditions biologiques maîtrisées puis sur effluent domestique afin de valider les expériences précédentes. Les résultats de ces expérimentations ont mis en évidence que : - Le temps de non filtration pouvait être optimisé à partir de valeurs seuil de la perméabilité de la membrane et de la résistance spécifique de la liqueur mixte. - l'antagonisme dans le rôle de l'aération. D'une part un train de grosses bulles vient classiquement limiter l'apport de matière à la membrane (décolmatage) et d'autre part cette aération induit un cisaillement déstructurant les flocs (colmatage). Une caractérisation hydrodynamique et rhéologique du système a montré le caractère viscoplastique de la boue de BAMI et la pertinence de l'aération syncopé lors de la filtration d'un tel fluide. - L'ensemble des expériences menées sur l'effluent réel a confirmé d'une part les conditions opératoires choisies, d'autre part les caractéristiques de la boue sous contrainte de cisaillement. - L'analyse technico-économique, qui tient compte du " remplacement " des membranes pour lavage montre que l'on a mis en évidence des plages de paramètres opératoires conduisant à un fonctionnement rentable du procédé de traitement d'eau résiduaire urbaine.
Author: Florian Delrue
Publisher: Editions Universitaires Europeennes
ISBN: 9786131501470
Category :
Languages : fr
Pages : 316
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Les bioreacteurs a membranes (BAM) sont de plus en plus utilises dans le domaine du traitement des eaux residuaires urbaines notamment lorsque le terrain est limite ou qu'un traitement epuratoire pousse est requis. Neanmoins, la gestion de ces installations et notamment du colmatage des membranes reste difficile et constitue une source de problemes pour les exploitants. Ce travail s'interesse a la modelisation de ce procede ainsi qu'au phenomene de colmatage. Ainsi, trois installations reelles ont ete etudiees et l'une d'entre elles a ete choisie pour la calibration du modele ASM1, outil efficace et deja eprouve sur les procedes conventionnels. La methodologie a ete adaptee aux specificites des bioreacteurs a membranes et de l'installation modelisee en particulier. Un nouveau jeu de parametres de l'ASM1 a pu etre constitue. D'autre part, concernant la problematique du colmatage des membranes, le systeme "membrane/boues" a ete caracterise a travers l'etude des interactions entre les proprietes des boues, les conditions d'operation et les parametres de la filtration. Les deux BAM etudies ont montre des comportements assez differents confirmant la complexite de ces systemes.
Author:
Publisher: Ed. Techniques Ingénieur
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 16
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Author: Julie Lebegue
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 182
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Book Description
Le bioréacteur à membranes, associant bioréactions et séparation membranaire dans la même unité, permet de développer une biomasse importante au sein du réacteur qui autorise l'intensification des processus biologiques mais pénalise l'étape de séparation. Intégré dans un programme européen, EUROMBRA, ce travail a eu pour objectif d'étudier l'importance de l'hydrodynamique créée par aération au voisinage des membranes filtrantes sur la dynamique de colmatage. Au regard des travaux antérieurs du laboratoire dans ce domaine et de l'analyse bibliographique, ce phénomène a été étudié selon trois niveaux phénoménologiques: accumulation de biomasse au sein des modules de filtration, développement d'un biofilm en surface membranaire, adsorption de molécules organiques dans les pores des membranes. Des méthodologies expérimentales spécifiques ont été mises en place, réacteurs pilotes et méthodes d'analyses conventionnelles et spécifiques pour, notamment, étudier la structure du biofilm et l'identification des composés irréversiblement fixés sur le matériau membranaire (en collaboration avec l'Université Technologique de Sydney). Les résultats obtenus montrent l'importance de grandeurs déterminantes pour maîtriser la dynamique colmatage: (i) sur le plan biologique, l'adéquation du modèle ASM3 aux réponses biologiques a permis, par simulation, de montrer le rôle de la charge volumique et du temps de rétention de la phase solide sur les teneurs en biomasse et en produits microbiens solubles PMS directement impliqués dans les processus réactionnels mais aussi de colmatage, (ii) sur le de la filtration, il a pu être montré le rôle déterminant de l'aération sur les deux premiers niveaux de colmatage observés, seule l'adsorption n'a pas été influencée par l'aération. Les perspectives de ce travail pourraient être axées principalement sur la production et la nature des PMS produits en fonction des conditions biologiques imposées et leur influence sur l'évolution et les propriétés du biofilm
Author: Marlène Stricot
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 263
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Ce travail est une contribution à l’étude des bioréacteurs à membranes dans le domaine du traitement des eaux résiduaires industrielles. L’objectif principal est de comparer l’impact de deux modes de filtration en configuration externe sur (1) la structuration des matrices biologiques, (2) le colmatage membranaire et (3) les performances globales des systèmes étudiés. Deux configurations de bioréacteurs ont été comparées : filtration interne/externe tangentielle avec forte vitesse de liquide (5 m.s-1) et filtration externe/interne semi-frontale avec faible vitesse de liquide (
Author: Eric Tardieu
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 186
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Author: Claude Maranges
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 276
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Book Description
L'ETUDE PORTE SUR UN NOUVEAU PROCEDE HYDRODYNAMIQUE DE LUTTE CONTRE LE COLMATAGE EN FILTRATION TANGENTIELLE. LE PRINCIPE REPOSE SUR UNE ACTION CONVECTIVE EXERCEE SUR LES COUCHES COLMATANTES PAR LES VORTEX EMIS A L'ENTREE DE LA MEMBRANE PAR UN JET INTERMITTENT. L'ETUDE EST DIVISEE EN DEUX PARTIES: LA PREMIERE CONCERNE L'ETUDE NUMERIQUE QUI A POUR BUT DE DETERMINER LES CARACTERISTIQUES DES CHAMPS DE VITESSES, DE PRESSION ET DE CONCENTRATION INSTANTANES. POUR CELA, LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES SONT RESOLUES NUMERIQUEMENT EN REGIME TURBULENT POUR DIVERSES CONFIGURATIONS DE JETS INTERMITTENTS CONFINES. LE CODE DE CALCUL A ALORS ETE VALIDE PAR RAPPORT A DES MESURES DIRECTES DE VITESSE PAR ANEMOMETRIE LASER. L'ANALYSE DES PERTURBATIONS APPORTEES A LA PAROI EN FONCTION DES PARAMETRES OPERATOIRES CONDUIT A PRECONISER L'ADAPTATION DE LA CONFIGURATION DU JET AU TYPE DE COLMATAGE ATTENDU. DE PLUS, IL A ETE MONTRE QUE LE CONFINEMENT DU JET EST LA CLEF DE L'EFFICACITE DE CETTE TECHNIQUE. LA SECONDE PARTIE CONCERNE L'ETUDE EXPERIMENTALE DU PRINCIPE RETENU DANS LE CAS DE LA FILTRATION D'UN FLUIDE MODELE (UNE SUSPENSION DE BENTONITE) ET D'UN FLUIDE REEL (UN MOUT DE FERMENTATION). L'APPLICATION A LA FILTRATION D'UNE SUSPENSION DE BENTONITE SUR MEMBRANES MINERALES TUBULAIRES DONNE DES RESULTATS TRES ENCOURAGEANTS, ALLANT JUSQU'A UNE MULTIPLICATION DU FLUX DE PERMEAT PAR UN FACTEUR 3. DE PLUS, CETTE AMELIORATION SE PRODUIT SUR DE GRANDES LONGUEURS DE MEMBRANE, METTANT EN EVIDENCE LE ROLE DE L'OSCILLATION EN MASSE DE LA VEINE FLUIDE SUR LA LIMITATION DU COLMATAGE. PAR AILLEURS, L'APPLICATION A UN MILIEU BIOLOGIQUE A MONTRE UNE AMELIORATION DU FLUX DE PERMEAT DE 30 A 70% SUIVANT LE MODE DE DEMARRAGE DE L'INSTALLATION, TEMOIGNANT DE L'APPLICABILITE DE CETTE TECHNIQUE AUX FLUIDES INDUSTRIELS. ENFIN, OUTRE SA SIMPLICITE DE CONCEPTION, LA TECHNIQUE EMPLOYEE PRESENTE L'AVANTAGE DE NE PAS INDUIRE DE CONSOMMATION ENERGETIQUE SUPPLEMENTAIRE
Author: Muriel Mercier
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 331
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Book Description
L'ETUDE PORTE SUR LA CARACTERISATION D'UNE NOUVELLE TECHNIQUE DE LUTTE CONTRE LE COLMATAGE EN FILTRATION TANGENTIELLE. LE PRINCIPE REPOSE SUR L'EXPLOITATION DES INSTABILITES HYDRODYNAMIQUES CREEES PAR LES MOUVEMENTS RELATIFS DES PHASES LIQUIDE ET GAZEUSE LORS DE L'APPLICATION D'UN ECOULEMENT DIPHASIQUE INTERMITTENT (ECOULEMENT BOUCHON). LES RESULTATS OBTENUS LORS DE L'ULTRAFILTRATION DE SUSPENSIONS MODELES (BENTONITE, LEVURES) SONT PRESENTES POUR DEUX TYPES DE MEMBRANES TUBULAIRES (DIAMETRES DE 15 MM ET DE 6 MM). L'ECOULEMENT BOUCHON GENERE DES GAINS DE FILTRATION POUVANT ATTEINDRE UN FACTEUR 3 ET CE, AVEC UNE REDUCTION IMPORTANTE DE L'ENERGIE SPECIFIQUE CONSOMMEE. LES RESULTATS OBTENUS EN BIOREACTEUR A MEMBRANES SONT ENSUITE PRESENTES. EN FERMENTATION ALCOOLIQUE, LE COUPLAGE BIOREACTEUR A MEMBRANES/INJECTION D'AIR PERMET EN ULTRAFILTRATION DE MULTIPLIER LE FLUX PAR 2. LA DEGRADATION DU PHENOL PAR ALCALIGENES EUTROPHUS EST ENSUITE ABORDEE. L'ASSOCIATION DE LA TECHNIQUE INSTATIONNAIRE ET DU SUIVI COLORIMETRIQUE D'UN INTERMEDIAIRE METABOLIQUE ASSURE UN MEILLEUR CONTROLE DE L'ENVIRONNEMENT DU MICROORGANISME SE TRADUISANT PAR UN FLUX DE PERMEATION MULTIPLIE PAR 1,7 ET UNE BIOMASSE ELEVEE, CAPABLE DE DEGRADER UNE CHARGE PHENOLIQUE TRES FORTE. UNE NETTE AMELIORATION DU TRANSFERT GAZ/LIQUIDE DANS LE SYSTEME EST EGALEMENT OBSERVEE. L'ETUDE HYDRODYNAMIQUE PERMET DE PREDIRE LA STRUCTURE ET L'EVOLUTION DE L'ECOULEMENT BOUCHON POUR LES DEUX TYPES DE CONDUITES. L'ANALYSE DE LA PRESSION TRANSMEMBRANAIRE MET EN EVIDENCE DES VARIATIONS QUASI-INSTANTANEES QUI S'ACCOMPAGNENT D'UNE AUGMENTATION DE LA TURBULENCE DANS LE CULOT DE LA POCHE. L'ECOULEMENT EST EGALEMENT CARACTERISE PAR UNE FREQUENCE D'INTERMITTENCE LIEE A LA SUCCESSION DES POCHES ET DES BOUCHONS ET CORRESPONDANT A L'INVERSION DE LA CONTRAINTE DE CISAILLEMENT PARIETALE. LA MISE EN OEUVRE D'UNE METHODE CONDUCTIMETRIQUE ET D'UN MODELE DIPHASIQUE PERMET DE CALCULER LES GRANDEURS DIFFICILEMENT ACCESSIBLES PAR L'EXPERIENCE. IL EST ALORS POSSIBLE DE CORRELER EN 15 MM LE GAIN DE FILTRATION A LA CONTRAINTE DE CISAILLEMENT SUPPLEMENTAIRE DUE AU GAZ. L'ASSOCIATION DE CES DIFFERENTS PHENOMENES CONTRIBUE A DES DEGRES VARIABLES A L'EROSION ET LA DESTABILISATION DU DEPOT.
