Elimination des polluants organiques par couplage de la photocatalyse et la biodégradation bactérienne

Abstract

L’objectif de cette étude était le couplage du procédé photocatalytique et le procédé biologique pour l’élimination d’un polluant organique des eaux. Dans un premier temps, un photoréacteur à l’échelle du laboratoire a été conçu. Les conditions opératoires du photo réacteur ont été optimisées en utilisant un plan d'expériences. Le pourcentage de dégradation maximale du phénol Y correspond à une désirabilité maximale qui vaut 0,91 obtenu dans les conditions opératoires suivantes : Concentration en phénol 20 mg.L-1, Concentration en TiO2 2000 mg.L-1 et un pH de 9. Nous avons identifié une souche bactérienne comme étant Bacillus subtilis, remarquablement active par rapport à l’ensemble des souches isolées des eaux polluées et optimisé Les paramètres qui influent sur la biodégradation du phénol par cette souche en cellules libre. Les concentrations initiales de phénol supérieures à 500 mg L-1 provoquent des inhibitions de la bactérie. Une meilleure durée de dégradation et une meilleure activité bactérienne sont obtenues à un pH 7 et 9 et une température de 30 et 37°C. La biodégradation du phénol par les bactéries immobilisées a été étudiée on appliquant un deuxième plan factoriel complet. La désirabilité maximale qui correspond à l’optimum de 0,912569 était obtenue au niveau bas des facteurs. Le couplage de la photocatalyse au procédé biologique a permis une diminution de la durée de dégradation du phénol. Ainsi, pour 8h de photocatalyse la durée de dégradation diminue de 20h à 11h pour Bacillus subtilis et de 47h à 15h pour Pseudomonas aeruginosa et (traitement biologique par des cellules libres).