Chapitre 8 - biotechnologies environnementales Flashcards
Connaitre les caractéristiques générales des eaux usées
- caractérisé par un haut taux de matière organique brute.
- haut niveau de nutriments, comme P et N
- haut niveau de substances organiques, comme hydrocarbures
- haut niveau de substances inorganiques, comme des métaux lourds
- denssité et diversité des mo présents
- DCO
- DBO
Connaitre les principaux procédés de traitement des eaux usées
- Traitement des eaux usées municipales en aérobie avec des boues activées
- Traitement des eaux usées municipales en aérobie avec des biofilm
- Traitement des eaux usées municipales en anaérobie
Connaitre et expliquer les phénomènes de floculation
- apparaissent comme des matières gélatineuses
- se forment dans le réservoir d’aération à partir de l’influent qui devient le mélange aqueux.
- agrégation des floculats : à l’aide de substances polymétriques comme des polysaccharides, glycoprotéines, protéines, lipides et substances inorganiques.
- les mo qui ne peuvent pas floculer sont évacués
Nommer les organismes présent dans la floculation
- bactéries (batonnet gram - motile)
- protozoaires : se nourrissent des bactéries
- rotifères : forme de new floculats, désagrèsent les plus gros en plus petits
- champignongs et bactéries filamenteuses : présent en condition acide
Nommer les genres microbiens et expliquer leur rôle dans le retrait de l’azote
- Nitrification : NH4 à NO2 par nitrosomonas et NO2 à NO3 par nitrobacter. Demande une concentration en O2 de 2 mg/L minimum
- Dénitrification : NO3 à N2, anaérobie facultatives, par autotrophes (Pseudomonas), par autotrophe (Micrococcus), moins de 1 mg/L d’O2
expliquer comment les genres microbiens retirer le P du milieu
- Étape de polymérisation du Pi en aérobie, après Dépolymérisation des P en anaérobie
- anaérobie, transforme DBO en acides gras volatiles qui s’accumulent en PHA
- PHA peuvent être utiliser comme source d’énergie en aérobie
- le P ne peut pas être retirer dans un procédé d’activation des boues conventionnel
connaitre et expliquer les problèmes qui peuvent être rencontrés dans la sédimentation/clarification du procédé des boues activées
- Floculation et défloculation : petits flocule vient de gros chonk, défloculation en pH bas et faible O2 = turbidité
- Gonflement des boues et problèmes de sédimentation (sans aération) : flotaison de la bou par gaz enfermé, croissance filamenteuse massive
- moussage des bactéries : due à la croissance excessives d’actinomycètes qui laissent une moussent brune (Nocardia)
Décrire le fonctionnement dess genres microbiens dans le traitement des eaux municipales en anaérobie
- nécessitent pas d’aération et peut traiter des eaux très chargées
- produit des gaz comme produits finaux qui peuvent être utilisés comme biocarburant.
- même principe qu’en aérobie
Nommer les méthodes de retrait des métaux lourds des effluents industriels
Méthodes pysico-chimiques : osmose inverse, précipitation, échange d’ions.
Méthodes biologiques
Connaitre les étapes du procédé de traitement des déchets solides par compostage
- latence
- mo dégradent protéines, polysaccharides et composés carbonés, 25 - 40
- thermophile, va a 55 = champignong dégradent polymères de carbone. puis 60 = formation spore
- refroidissement, continue de décomposer polymères
- maturation, nitrification
Connaitre les paramètres importants du procédé de traitement des déchets solides par compostage
- taille des particules de compostage
- nature physique et chimique des substrats en ratio C:N est à 20-35 fois plus de C, et 45%-70% humidité
- O2, trop = apparition de pathogène, pas assez = anaérobie + odeur
- doit agiter pour répendre la chaleur, évité le désèchement, combustion spontannée
Quelle est la définition de biotechnologie environnementale?
Ensemble d’applications spécifiques de la biotechnologie pour gérer l’environnement et contrôler la pollution
Qu’est-ce que la demande chimique en oxygène?
indice de la matière organique pouvant être oxydée chimiquement
Qu’est-ce que la demande biochimique en oxygène?
indice de la matière organique pouvant être oxydée biochimiquement
quels sont les paramètres qui influencent la nature des eaux usées?
la source des eaux usées
la composition des réserves d’eau
du patron de la consommation d’eau
du flux hydraulique
des habitudes locales
de la présence de contamination industrielle
sur quoi sont basés les systèmes artificiels d’épuration des eaux?
représentent l’evironnement, comme les rivières
quel sont les deux critères de sélection principaux utilisés pour déterminer quel mo est plus efficace pour des systèmes de traitement biochimique?
- propriétés physiologiques microbiennes sont primordiales
- critères secondaires, prpriétés physiques microbiennes en lien avec un système de traitement en continu.
qu’est-ce que la charge électrique de certaines cellules?
déterminante pour l’attachement des cellules dans les systèmes à biofilms
Connaitre les différences entre les photolithotrophes, chimiolithotrophe, photoorganotrophe, chimioorganotrophe
photolithotrophes : autotrophe
chimiolithotrophe :
photoorganotrophe : bactéries pourpre
chimioorganotrophe : animaux
Nommer les caractéristiques du procédé à boues activées
- système de croissance suspendu, de population mélangée et de culture en continue dans lesquels les organismes vivants sont exploités pour diminujer la quantité de DBO
- traitées en conditions aérobie par les hétérotrophes qui floculent
- comprend un réservoir de sédimentation, la boue de sédimentation peut servir d’inoculum.
Nommer les genres microbiens impliqués dans le retrait du phosphore
- Acinetobacter, Aeromonas, Achromobacter, Arthrobacter, Klebsiella, Pseudomonas
Connaitre les principaux procédés de traitement des eaux usées municipales en aérobie avec des biofilm
- utilisation d’organisme croissant enn surface en tant que biofilm sur un support fixe ou mobile
- les eaux usées sont distribuées du haut dans le lit filtrant oû vit une biomasse microbienne et une fausse nécessaire à la purification
- tube d’aération connectant l’Atmosphère à l’intérieur du filtre qui procure une ventilation naturelle ou forcée
- présence d’un drain sous ce filtre qui collecte les eaux traitées au fond du filtre, eaux qui sont alors pompées dans un clarificateur pour séparer les solides.
quels sont les trois groupes présents dans le procédé de traitement des eaux usées municipales en aérobie avec des biofilm?
1 : décomposeurs majeurs responsabbles de la solubilisation enzymatique extracellulaire des solides et de l’oxydation des substances carbonées
2 : faunique (aident à clarifier)
3 : nitrificateurs
dans le procédé de traitement des eaux usées municipales en aérobie avec des biofilm, dans quel sens va le gradient de la DBO VS l’activité nitrificatrice?
diminue de haut en bas DBO VS augmente de haut en bas pour nitri
dans le procédé de traitement des eaux usées municipales en aérobie avec des biofilm, qu’est-ce qui détermine la composition et la croissance du biofilm?
- degré d’attachement
- degré d’hydrophobicité entre les cellules et le milieu de surface
- caractère rgueux de la surface et la formation d’une matrice gluante
- force des eaux usées et l’épaisseur du biofilm
p. 18
p. 18
dans le procédé de traitement des eaux usées municipales en aérobie avec des biofilm, quels sont les systèmes par filtre?
- simple étape
- Multi-étapes
Connaitre les genres microbiens et les étapes dans le traitement des eaux municipales en anaérobie
- phase hydrolytique : substrat organique hydrolysé, macromolécules = dégradé. Clostridium
- phase acidogénique : produits lyse = a. pyruvique, acétique, propionique, butyrique, en éthanol, en CO2 et en hydrogène. Lactobacillus
- phase acétogénique : production a. acétique, hydrogène, CO2. Enterobacter, Serratia
- phase méthanogénique : forme du méthane à partir des déchets des autres groupes. Methylococcus et Methylobacterium
Pourquoi dans le traitement des eaux municipales en anaérobie, il est important d’avoir des méthanogènes?
Utilisent les déchets des autres organismes qui peuvent être toxiques pour c’Est bactéries
Quels sont les 2 types de réacteurs anaérobies dans le traitement des eaux municipales en anaérobie?
-Cuves ouvertes
- Digesteurs clos
qu’est-ce qu’un métaux lourds?
métal avec une densité supérieur à 5 g/cm3
Cd, Cr, Cu, Pb, Ni, Zn
quels sont les 3 classes de métaux lourds?
A. métaux qui préfèrent les ligands contenant de l’oxygène
B. métaux qui préfèrent les ligands contenant de l’azote ou du soufre
C. métaux avec des caractéristiques comprises entre celle de la classe A et B
Nommer des systèmes de résistance aux ions métalliques des mo.
- Système de transport qui maintien un niveau sain d’ions
- Oxydation / réduction des ions les rendant moins toxiques
- biosynthèse de composés qui capturent les ions
- liaison des ions métalliques à la surface des bactéries
- précipitation de sels métalliques insolubles sur la surface bactérienne par l’action d’une sulfate réductase associée à la membrane ou par des agents oxydants comme les peroxydes d’hydrogène ou d’oxygène
- biométhylation et transport par diffusion contrôlée
- résistance est inné ou conféré par des plasmides
IL est mieux pour le composte d’être fait en anaérobie ou en aérobie?
aérobie, pour mieux dégrader le carbone
