Impact de la mise en oeuvre de prétraitements thermique, chimique (ozone) et physique (ultrasons) sur la sensibilité au cadmium de boues secondaires lors de l étape de stabilisation biologique

L'impact de l'introduction d'un procédé de réduction de la production de boue sur i) la flore microbienne, ii) sur les activités enzymatiques et respiratoires et iii) sur la sensibilité au Cd a été étudié. L'évolution des populations a été mesurée par PCR-DGGE. Dans un premier temps trois types de procédés de désintégration (ozone, ultrasons, basses températures) ont été mis en œuvre en amont de la digestion aérobie. L'étude des profils de DGGE obtenus a prouvé que : 1) le procédé de digestion aérobie conduisait à lui seul à une modification de la diversité de la population 2) l'application, même sur une courte durée, d'un prétraitement de désintégration a conduit à une modification des profils bactériens à la fin de la digestion. Plus particulièrement, les boues non traitées et traitées thermiquement (90C, 2h) ont été stabilisées dans des conditions aérobies mésophiles et ont été exposées à des concentrations croissantes en Cd allant de 0 à 100 mg.L-1. Une inhibition de la production de CO2 a été mesurée pour les boues traitées et non traitées à partir de 5 mg.L-1 de cadmium. D'autre part, le prétraitement thermique i) permet d'améliorer les rendements de conversion et de maintenir à un niveau plus élevé les activités enzymatiques pendant la digestion ii) a conduit à des modifications importantes à la fois de la nature de la microflore et de la sensibilité des bactéries au Cd iii) pour certaines espèces, permet de diminuer le niveau de sensibilité au Cd et pour d'autres, de l'augmenter.The effect of the introduction of desintegration treatment on i) the microbial flora, ii) respiratory and enzyme activities and iii) the sensitivity to Cd was investigated. The evolution of populations was analyzed by PCR-DGGE. Initially three hydrolysis processes (ozone, ultrasound, low temperatures) have been implemented upstream of aerobic digestion. The analysis of the DGGE profiles obtained showed that: 1) the aerobic digestion itself led to a change in the population diversity 2) the application of desintegration pre-treatment, even on a short-term led to a change in the bacterial profiles at the end of digestion. In particular, untreated sludge and heat-treated (90C, 2h) were stabilized under aerobic mesophilic conditions and were exposed to increasing concentrations of Cd ranging from 0 to 100 mg/L. Inhibition of CO2 production was measured for treated and untreated sludge from 5 mg.L-1 of cadmium, the thermal pre-treatment i) improves the conversion efficiencies and maintain a higher enzyme activities during digestion ii) results in significant changes to both the nature of the micro flora and the sensitivity of bacteria to Cd iii) for some species, reduces the sensitivity to Cd and others to increase it.LIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceTogoFRT

Methane production and microbial community acclimation of five manure inocula during psychrophilic anaerobic digestion of swine manure

International audienceFor small-scale farms, the development of rustic and cheap psychrophilic anaerobic digestion systems appears as an opportunity to treat manure, mitigate gaseous emissions and promote decentralized renewable energy production. However, the development of such processes is limited by our understanding of their start-up. In this research, we tested the ability of one mesophilic digestate and four different manure to be used as inoculum for the start-up of psychrophilic anaerobic digestion of swine slurry at 13 • C. The most efficient inoculum appeared to be a swine manure that had been stored for 2 months in a pit. After 9 months of acclimation, the corresponding reactor produced a maximum methane yield of 42L of CH 4 /kg Volatile Solide substrate /day and a CH 4 volume of 125L of CH 4 /kg-Chemical Oxygen Demand added. The maximum methane production expressed at 13 • C was between 55% and 68% of that obtained at 37 • C. Monitoring of the microbial community dynamics by high throughput 16S rDNA sequencing showed the smooth adaptation of manure microbial species, underlining the transient dominance of the acetogen syntroph candidatus Cloacimonas during acclimation and the enrichment in the Methanosaeta and Methanosarcina methanogens for an efficient methane production