L’origine de ce travail est principalement les effets biologiques potentiels des ondes électromagnétiques de la gamme non ionisante rencontrés dans la littérature et quelques faits observés par des clients de la technologie commercialisée par la société Planet Horizon SA. Les essais de couplage du traitement aux ondes électromagnétiques et les procédés de traitements des eaux usées par boues actives sont réalisés à niveau industriel au sein de la STEP de Penthaz (Suisse) compose de 2 lignes parallèles et sur des pilotes de laboratoire en mode SBR. Le traitement électromagnétique de très basse fréquence (Antennes émettant deux fréquences harmoniques F1 et F2 < 10 kHz) est appliqué via 5 antennes dans le bassin d’aération ou une antenne sans le SBR directement. Dans une autre expérience , des tubes, émettant les mêmes fréquences, sont utilisés pour le recyclage de la liqueur mixte avec toujours une ligne de référence. Au niveau de la STEP, dans le bassin d’aération le traitement électromagnétique a permis une réduction de la quantité de biomasse produite au niveau de l’essai de l’ordre de 42,5% par rapport à ligne témoin. De plus, ce traitement électromagnétique n’affecte pas la qualité de l’eau épurée puisque la quantité de DCO résiduelle est la même à la sortie des deux ligne (REF et EM) et le rendement d’abattement de la matière organique est de l’ordre de 94% pour les deux lignes. Par contre à l’échelle du laboratoire, les résultats obtenus après le couplage du traitement électromagnétique n’ont aucun effet sur la quantité de biomasse produite dans les différents essais avec antenne ou bobine comme étant des émetteurs d’ondes EM. De même, on ne remarque aucun effet significatif sur les rendements de dépollution. La deuxième partie concerne l’application de ces mêmes ondes sur la formation de biofilm microbien. Les champs électromagnétiques visés sont des faibles champs de quelques dizaines de milli-teslas au niveau du générateur (tension de l’ordre de la dizaine de volts et intensité de l’ordre d’un ampère) avec des fréquences comprises entre 0 et 10 kHz; deux ondes de fréquences harmoniques sont imposées simultanément. Le biofilm est quantifié au cours du temps grâce à la mesure de différents paramètres (densité optique, DCO, protéines, ATP, exopolysaccharides). Les résultats expérimentaux démontrent que l’onde électromagnétique limite la formation du biofilm si la continuité hydraulique est assurée entre la bobine électromagnétique et les supports de biofilm ; la quantité de biofilm mesurée est alors deux fois plus faible environ. Cependant, l’effet semble bactériostatique et non bactéricide : l’application de l’onde ne détruit pas le biofilm mais réduit sa formation car dès l’arrêt de l’onde, la vitesse augmente. Des signaux électriques de quelques millivolts et dans le domaine des très basses fréquences ont été détectés seulement dans la cuve en continuité hydraulique avec le générateur d’ondes et située à une distance de 1m environ. Des mesures de champs électromagnétiques dans l’air donnent des intensités de champs très faibles ne pouvant expliquer un effet thermique ou ionisant sur le biofilm. / The first part of this work concerns the coupling of VLF electromagnetic waves treatment and the processes of wastewater treatment by activated sludge in order to reduce excess sludge. Experiments are made at real -scale ( Penthaz , Switzerland),containing two parallel lines and at lab-scale with SBR pilots. The electromagnetic treatment of very low frequency ( antennaemitting harmonic frequencies F1 and F2 <10 kHz) is applied via 5 (2,3x1m) antennas in the aeration basin of the real plant. Other type of antenna (30x 5 cm) was configurated for one of the labscale assays. In the other lab-scale experiment, tubes emitting the same frequency are used for recycling the mixed liquor. With the WWTP, the amount of excess sludge produced in the treated line is reduced by about 42.5%, compared to the control line. In addition, the electromagnetic treatment does not affect the quality of treated water. In this case, outlet COD concentration was similar for the the two lines (REF and EM) and the reduction of or ganic matter yield was about 94% for the two lines. Electromagnetic treatment had no effect on the amount of excess biomass produced in all tests conducted at lab-scale. No significant effect has been noticed regarding depollution yields. The second part aims to better understand the interaction between an electromagnetic wave of very low frequency and biological material and, in particular, the effects on the development of microbial biofilms. Electromagnetic fields are covered weak fields a few milli-Tesla (voltage of the order of tens of volts and intensity of the order of one ampere) with frequencies between 0 and 10 kHz, two waves of harmonic frequencies are transmitted simultaneously. The biofilm was quantified over time by measuring different parameters (optical density, COD, protein, ATP, exopolysaccharides). The experimental results how that the electromagnetic wave limit biofilm formation ( close to 50% of untreated biofilm) if the hydraulic continuity is ensured between the electromagnetic coil. However, the effect appears bacteriostatic and no antibacterial : the application of the wave does not destroy the biofilm but reduced its establishment and upon discontinuation of the wave, the growth increases. Measurements and modeling of electromagnetic fields in the air give intensities of very weak fields that can explain a thermal or ionizing effect on the biofilm.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2013GRENA007 |
| Date | 27 May 2013 |
| Creators | Omri, Noamen |
| Contributors | Grenoble, Merlin, Gérard, Gonze, Evelyne, Cauffet, Gilles |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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