Stability conditions and stability boundaries of a SHARON bioreactor model with multiple equilibrium points

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Dynamique des populations microbiennes dans des réacteurs de nitrification : observations expérimentales expliquées par un modèle simple incluant la concurrence inter-espèces

International audienceKey biological processes such as nitrification do not result from the work of a single bacterial species but are performed by a wide variety of bacteria. However, this microbial diversity is usually not tracked during reactor operation and mostly neglected in present mathematical models, which distinguish at the most between ammonium oxidizers and nitrite oxidizers, assuming the same properties for all bacteria of each group. Nevertheless, experimental evidence is available that different process conditions may favour the selection of different types of bacteria. This contribution deals with observed differences between two nitrifying inverse turbulent bed reactors (ITBRs) with different solid hold-ups. It also contains additional experimental data, revealing a microbial population shift upon changing the operating conditions in one of these reactors. The reactor behaviour is described with a basic two-step nitrification model, which includes the competition between two different types of ammonium oxidizers, besides nitrite oxidizers. Considering the oxygen concentration as the key variable governing the population shift, the influence of microbial growth parameters on the competition dynamics is assessed.Les processus biologiques clés tels que la nitrification ne sont pas le résultat du travail d'une seule espèce bactérienne mais sont effectués par une grande variété de bactéries. Toutefois, cette diversité microbienne et sa variabilité ne sont généralement pas suivies dans les procédés en cours de fonctionnement et négligées dans la plupart des modèles mathématiques actuels. Ces derniers distinguent au mieux une flore qui oxyde l'ammonium et une autre oxydant les nitrites, en supposant les mêmes propriétés pour toutes les bactéries de chaque groupe. Néanmoins, des évidences expérimentales sont disponibles montrant que les différentes conditions de fonctionnement des procédés favorisent la sélection de différents types de bactéries. Cette contribution traite des différences observées entre deux réacteurs nitrifiants à lit turbulé inverse contenant différents taux de solide et de l'évolution de sa communauté nitrifiante en fonction des changements de conditions d'exploitation dans l'un de ces réacteurs. Le comportement des réacteurs est décrit par un modèle en deux étapes qui inclue la concurrence entre deux populations oxydant l'ammonium, en plus d'une population oxydant les nitrites. La concentration en oxygène est la variable clé régissant le changement de populations, l'influence des paramètres de croissance microbienne sur la concurrence dynamique est évaluée

Modélisation d'une filière de traitement des effluents d'élevage couplant la digestion anaérobie et le traitement biologique de l'azote

National audienceDans le cadre de l'industrialisation de l'élevage porcin en Bretagne et face à l'augmentation des couts énergétiques, un procédé de traitement du lisier de porcs associant la digestion anaérobie et le traitement de l'azote par boues activées a été développé. Cependant, face à la complexité du système et des processus mis en jeu, l'optimisation expérimentale du procédé s'avère difficile. Une approche numérique a donc été développée afin d'optimiser cette filière de traitement. Une version modifiée du modèle ASM prenant en compte les spécificités du substrat a été utilisée. Le modèle ADM pour la digestion anaérobie a été modifié pour prendre en compte la possibilité de dénitrifier dans le digesteur. Les processus physico-chimiques liés à la dénitrification (pH, transfert liquide-gaz) ont également été pris en compte. Enfin, une interface permettant de faire communiquer les deux modèles a été mise en place Celle-ci optimise la répartition de la DCO et de l'azote entre les deux modèles. Cependant, afin de garantir les bilans matières à l'interface, certaines hypothèses ont dues être avancées et nécessiteront d'être vérifiées

Couplage de la digestion anaérobie et du traitement biologique de l'azote pour le lisier de porcs: approche numérique

International audienceIn order to deal with the environmental problems associated with animal production industrialization and at the same time considering energy costs increasing, a piggery wastewater treatment process consisting of combined anaerobic digestion and biological nitrogen removal by activated sludge was developed. This contribution presents a modelling framework in order to optimize this process. Modified versions of the well established ASM1 and ADM1 models have been used. The ADM1 was extended with biological denitrification. pH calculation and liquid gastransfer were modified to take into account the effect of associated components. Finally, two interfaces (ADMtoASM and ASMtoADM) were built in order to combine both models. These interfaces set up the COD, nitrogen, alkalinity and charge fractionation between both models. However, for the mass balances between both models, some hypotheses were considered and might be evaluated

Modélisation d'une filière de traitement des effluents d'élevage couplant la digestion anaérobie et le traitement biologique de l'azote

National audienceDans le cadre de l'industrialisation de l'élevage porcin en Bretagne et face à l'augmentation des couts énergétiques, un procédé de traitement du lisier de porcs associant la digestion anaérobie et le traitement de l'azote par boues activées a été développé. Cependant, face à la complexité du système et des processus mis en jeu, l'optimisation expérimentale du procédé s'avère difficile. Une approche numérique a donc été développée afin d'optimiser cette filière de traitement. Une version modifiée du modèle ASM prenant en compte les spécificités du substrat a été utilisée. Le modèle ADM pour la digestion anaérobie a été modifié pour prendre en compte la possibilité de dénitrifier dans le digesteur. Les processus physico-chimiques liés à la dénitrification (pH, transfert liquide-gaz) ont également été pris en compte. Enfin, une interface permettant de faire communiquer les deux modèles a été mise en place Celle-ci optimise la répartition de la DCO et de l'azote entre les deux modèles. Cependant, afin de garantir les bilans matières à l'interface, certaines hypothèses ont dues être avancées et nécessiteront d'être vérifiées

Modélisation d'une filière de traitement des effluents d'élevage couplant la digestion anaérobie et le traitement biologique de l'azote

Dans le cadre de l'industrialisation de l'élevage porcin en Bretagne et face à l'augmentation des couts énergétiques, un procédé de traitement du lisier de porcs associant la digestion anaérobie et le traitement de l'azote par boues activées a été développé. Cependant, face à la complexité du système et des processus mis en jeu, l'optimisation expérimentale du procédé s'avère difficile. Une approche numérique a donc été développée afin d'optimiser cette filière de traitement. Une version modifiée du modèle ASM prenant en compte les spécificités du substrat a été utilisée. Le modèle ADM pour la digestion anaérobie a été modifié pour prendre en compte la possibilité de dénitrifier dans le digesteur. Les processus physico-chimiques liés à la dénitrification (pH, transfert liquide-gaz) ont également été pris en compte. Enfin, une interface permettant de faire communiquer les deux modèles a été mise en place. Celle-ci optimise la répartition de la DCO et de l'azote entre les deux modèles. Cependant, afin de garantir les bilans matières à l'interface, certaines hypothèses ont dues être avancées et nécessiteront d'être vérifiées

Couplage de la digestion anaérobie et du traitement biologique de l'azote pour le lisier de porcs: approche numérique

International audienceIn order to deal with the environmental problems associated with animal production industrialization and at the same time considering energy costs increasing, a piggery wastewater treatment process consisting of combined anaerobic digestion and biological nitrogen removal by activated sludge was developed. This contribution presents a modelling framework in order to optimize this process. Modified versions of the well established ASM1 and ADM1 models have been used. The ADM1 was extended with biological denitrification. pH calculation and liquid gastransfer were modified to take into account the effect of associated components. Finally, two interfaces (ADMtoASM and ASMtoADM) were built in order to combine both models. These interfaces set up the COD, nitrogen, alkalinity and charge fractionation between both models. However, for the mass balances between both models, some hypotheses were considered and might be evaluated

Modélisation d'une filière de traitement des effluents d'élevage couplant la digestion anaérobie et le traitement biologique de l'azote

Dans le cadre de l'industrialisation de l'élevage porcin en Bretagne et face à l'augmentation des couts énergétiques, un procédé de traitement du lisier de porcs associant la digestion anaérobie et le traitement de l'azote par boues activées a été développé. Cependant, face à la complexité du système et des processus mis en jeu, l'optimisation expérimentale du procédé s'avère difficile. Une approche numérique a donc été développée afin d'optimiser cette filière de traitement. Une version modifiée du modèle ASM prenant en compte les spécificités du substrat a été utilisée. Le modèle ADM pour la digestion anaérobie a été modifié pour prendre en compte la possibilité de dénitrifier dans le digesteur. Les processus physico-chimiques liés à la dénitrification (pH, transfert liquide-gaz) ont également été pris en compte. Enfin, une interface permettant de faire communiquer les deux modèles a été mise en place. Celle-ci optimise la répartition de la DCO et de l'azote entre les deux modèles. Cependant, afin de garantir les bilans matières à l'interface, certaines hypothèses ont dues être avancées et nécessiteront d'être vérifiées