Couplage d’un procédé électrochimique d’oxydation avancée, électro-Fenton, et d’un traitement biologique avancé pour l’élimination d’un composé pharmaceutique, le Métronidazole, en milieux aqueux

Ce travail de these porte sur la mise en oeuvre du couplage entre un procede electrochimique et un traitement biologique avance pour l’elimination de composes organiques biorecalcitrants. Dans cette etude, le compose cible choisi est un antibiotique, le Metronidazole. Le procede electro-Fenton, envisage en tant que pretraitement, est effectue dans un reacteur electrochimique mono-compartimentee fonctionnant en mode discontinu. Il est equipe d’une cathode en feutre de graphite et d’une anode en platine. Un protocole analytique a ete developpe afin de quantifier les radicaux hydroxyle produits par le procede electro- Fenton. Dans ce protocole, le Dimethylsulfoxyde (DMSO) est utilise comme piegeur de radicaux. La quantification des radicaux hydroxyle a pour interet d’ameliorer la comprehension du pretraitement electro-Fenton en fonction des conditions operatoires. Les resultats montrent que le DMSO peut etre utilise durant le procede electro-Fenton pour des densites de courant inferieures ou egales a 0. 07 mA. Cm-2. Au cours du pretraitement electro-Fenton, le metronidazole a ete totalement degrade et mineralise a hauteur de 40 % au bout de respectivement 20 et 135 min d’electrolyse. Ce pretraitement conduit a une augmentation du rapport DBO5 /DCO de 0 a 0. 46, signifiant ainsi l’amelioration de la biodegradabilite de la solution. Un traitement biologique durant 21 jours avec des boues activees a ete applique par la suite confirmant l’efficacite du couplage des procedes grâce a un taux de mineralisation globale de 87. 4 %. Un suivi de la population microbienne a montre une diminution de la diversite microbienne durant le traitement biologique et seules deux especes ont pu etre isolees en fin de culture. Les microorganismes isoles ont ete identifies ; il s’agit de Pseudomonas putida (99 %) et d’une souche d’Achromobacter (denitrificans (50 %) ou xyloxidans (50 %)). La derniere partie de ces travaux a ete consacree a l’amelioration de la performance du traitement biologique. Des traitements biologiques avances bases sur la biostimulation des boues activees par des nutriments (glucose) et/ou sur la bioaugmentation des boues activees par les bacteries isolees ont ete mis en oeuvre. Le couplage electro-Fenton avec la combinaison de la biostimulation et de la bioaugmentation a permis d’obtenir un taux global de mineralisation de 97 % avec une diminution du temps de traitement de 16 jours par rapport au traitement biologique conventionnel. Ces resultats montrent donc la pertinence de l’application du procede biologique avance dans le cadre d’un couplage avec un pretraitement electro-Fenton.