EFFET DE LA NATURE DE LA SOURCE DE CARBONE SUR LA DENITRIFICATION
Keywords:
Dénitrification, farine de datte, nitrate, source de carbone, culture mixteAbstract
Nous avons étudié dans ce travail l’élimination des ions nitrate dans un réacteur batch à 30°C en utilisant une culture mixte prélevée dans la station d’épuration d’El Menia (Constantine-Algérie). Nous avons commencé cette étude en utilisant le succinate de sodium comme source de carbone. Le succinate de sodium faisant partie du cycle de Krebs est facilement assimilable par les bactéries. Son utilisation a entrainé l’élimination pratiquement complète (98,96%) des ions nitrate après 80 heures de traitement. Cette dégradation a entrainé une augmentation du pH du milieu de 7,00 à 8,04. Il est connu que l’augmentation du pH entraine une diminution de l’activité bactérienne. Nous avons remplacé le succinate de sodium par un mélange tampon d’acide acétique et d’acétate de sodium pour fixer le pH. Ceci a augmenté la vitesse de dénitrification pendant les premières heures de traitement là ou l’effet tampon est maintenu. Cependant le rendement final de la dénitrification a diminué. L’utilisation des sources synthétiques de carbone nécessite l’ajout d’un milieu nutritif approprié. Certains produits naturels comme la farine de datte contiennent à la fois des sources de carbone et les éléments constitutifs du milieu nutritif nécessaire pour la croissance bactérienne. La croissance bactérienne en présence de la farine de datte a été meilleure que pour les deux premières sources de carbone étudiées. Le rendement de dénitrification a été meilleur que pour le mélange tampon et semblable à celui obtenu avec le succinate de sodium. Le pH optimal de dénitrification se situe dans la zone des pH neutres. La dénitrification est complète et ne s'arrête pas au stade de la formation des ions nitrite pour les trois sources de carbone.
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References
Andersen L.J., Kristiansen H. Nitrate in groundwater and surface water related to land use in the Karup basin, Denmark. Environ. Geol. 5 (1984) 207–212.
Nolan, B.T. Relating nitrogen sources and aquifer susceptibility to nitrate in shallow ground waters of the United States. Ground Water. 39 (2001) 290–299.
Breemen N., Boyer E.W., Goodale C.L., Jaworski N.A., Paustian K., Seitzinger S.P., Lajtha K., Mayer B., van Dam D., Howarth R.W., Nadelhoffer K.J., Eve M., Billen G. Where did all the nitrogen Fate of nitrogen inputs to large watersheds in the northeastern U.S.A. Biogeochemistry. 57–58 (2002) 267–293.
Smil V. Enriching the earth: Fritz Haber, Carl Bosch, and the transformation of world food production. MIT Press, Cambridge, MA, United States (2001).
Aesoy A., Odegaard H., Batch K., Pujol R., Hamon M. Denitrification in a packed bed biofilm reactor (Biofor) - experiments with different carbon sources, Water Research. 32 (1998) 1463–1470.
Hamaidi M.S. Hmaidi F., Zoubiri A., Bouaklil F. et Dhan Y. (2009). Etude de la dynamique des populations phytoplanctoniques et résultats préliminaires sur les blooms toxiques à cyanobactéries dans le barrage de Ghrib(Ain Defla-Algérie). European Journal of Scientific Research. ISSN 1450-216 X Vol 32 No.3 (2009) 369-380.
Salem Z. (2007). Lebik H., Cherafa W. K. et Allia K. Valorisation of olive pits using denitrification. Desalination. 204 (2007) 72–78.
Baali F.,Rouabhia A, Kherici A., Djabri L.,Bouchaou L., Hani A. (2007). Qualite des eaux souterraines et risque de pollution en milieu semi-aride. Cas de la cuvette de Chéria (NE Algerien). Estudios Geológicos. 63 (2) julio-diciembre (2007) 127–133.
Ono Y., Somiya I., Oda Y., Identification of a carcinogenic heterocyclic amine in river water, Water Research. 34 (2000) 890–894.
Goodrich A, Lykins W, Klark M. Drinking water from agriculturally contaminated groundwater. J Environ Qual. 20 (1991) 707–17.
Urbain V, Benoit R, Manem J. Membrane bioreactor: a new treatment tool. J AWWA M (1996) 75–86.
Yu Zhang, Zhuang Shi, Mingxiang Chen, Xiyang Dong, Jiti Zhou. Evaluation of simultaneous nitrification and denitrification under controlled conditions by an aerobic denitrifier culture. Bioresource Technology. 175 (2015) 602–605.
Xinping Yang, Shimei Wang, Lixiang Zhou. Effect of carbon source, C/N ratio, nitrate and dissolved oxygen concentration on nitrite and ammonium production from denitrification process by Pseudomonas stutzeri D6. Bioresource Technology. 104 (2012) 65–72.
Fernández-Nava Y., Mara˜nón E., Soons J., Castrillón L. Denitrification of high nitrate concentration wastewater using alternative carbon sources. Journal of Hazardous Materials. 173 (2010) 682–688.
Ying Xu, Tian-Lei Qiu, Mei-Lin Han, Jun Lia, Xu-Ming Wang. Heterotrophic denitrification of nitrate-contaminated water using different solid carbon sources. Procedia Environmental Sciences. 10 (2011) 72–77.
Francisco J., David Cervantes A.D.L.R., Jorge G.,. Nitrogen removal from wastewaters at low C/N ratios with ammonium and acetate as electron donors. Bioresour. Technol. 79 (2001) 165–170.
Hu Z., Zhang J., Xie, H., Li S., Wang J., Zhang T. Effect of anoxic/aerobic phase fraction on N2O emission in a sequencing batch reactor under low temperature. Bioresouresource. Technology. (2011) 102 5486–5491.
Wong B.T., Lee, D.J. Denitrifying sulfide removal and carbon methanogenesis in a mesophilic, methanogenic culture. Bioresource. Technology. 102 (2011). 6673–6679.
McDonald D.V. Denitrification by fluidized biofilm reactor, Water Science. Technology. 22 (1990) 451–461.
Rabah F.K.J., Dahab M.F., Nitrate removal characteristics of high performance fluidized-bed biofilm reactors, Water Research. 38 (2004) 2719–2728.
Constantin H., Fick M. Influence of C-sources on the denitrification rate of a high-nitrate concentrated industrial wastewater, Water Research. 31 (1997) 538–589.
Glass C., Silverstein J., Denitrification kinetics of high nitrate concentration water: pH effect on inhibition and nitrite accumulation, Water Research. 32 (1998) 831–839.
Schipper L.A., Robertson W.D., Gold A.J., Jaynes D.B., Cameron S.C. Denitrifying bioreactors an approach for reducing nitrate loads to receiving waters. Ecol. Eng. 36 (2010) 1532–1543.
Nasiruddin Khan M., Sarwar A., Farooq Wahab M. and Haleem R. Physico-chemical characterization of date varieties using multivariate analysis. Journal of the Science of Food and Agriculture J Sci Food Agric. 88 (2008) 1051–1059.
Cheurfi W., Bougherara H., Kebabi B. Characterization of the sludge of Ibn Ziad Constantine sewage treatment plant for its landspreading, Scientific Study & Research Chemistry & Chemical Engineering, Biotechnology, Food Industry. 17(1) (2016). 027–034.
Stanier R.Y. Microbiologie générale, Masson et CIE éditeurs. (1976) pp. 225–370.
Patureau.D. Etude cinétique et physiologique d’une bactérie dénitrifiant en conditions aérobies. Suivi en réacteur aéré, parfaitement mélangé, en culture pure et en culture mixte associée à une flore nitrifiante, (1995). Thèse pour l’obtention du diplôme de doctorat.
Bougherara H., Bentabet O., Meribout R., Cheurfi W.and Kebabi B. Denitrification in Natural Nutritious Medium. Journal of Environmental Science and Engineering. 5 (2011) 1093–1099.
Rodier J. L’analyse de l’eau, sixième édition (1978).
Kim M., Jeong S., Yoon S., Ja -Cho, Kim Y.H., Kim M.J., Ryu E.Y., and Lee S.J. Aerobic Denitrification of Pseudomonas putida AD-21 at Different C/N Ratios. Journal of bioscience and bioengineering. Vol. 106, No. 5 (2008) 498–502.
Wilbert F. H. Sijbesma, Jonas S. Almeida, Maria A. M. Reis and Helena Santos. Effect of Nitrite During Denitrification by Pseudomonas fluorescens; An In Vivo 31P-NMR Study. Biotechnology and bioengineering. 52 (1996).
Langone M., Jia Y., Suzanne C. M., Haaijer S., Huub Op den Camp J. M., Mike S. M. Jetten and Gianni Andreottola. Coexistence of nitrifying, anammox and denitrifying bacteria in a sequencing batch reactor. Frontiers in Microbiology. 5 (2014) 1–12
Merkel W., Bohlerw E.and Frimmel F. H. Heterotrophic Denitrification: The Influence of oxygen and pH Value. Act hydrochim. hydrobiol. 21 (1993) 5, 249–257.
Galloway, J.N., Aber, J.D., Erisman, J.W., Seitzinger, S.P., Howarth, R.W., Cowling, E.B., Cosby, B.J.. The nitrogen cascade. Bioscience. 53 (2003) 341–356.
