Réduire la consommation d'énergie et la quantité d'azote dans les eaux usées
Dans des régions comme l'Europe centrale, la température moyenne des eaux usées ne dépasse pas 15 degrés Celsius, et elle peut même être inférieure en Scandinavie. On peut chauffer le système d'eaux usées à des températures plus propices à la dégradation anaérobie, mais économiquement ce n'est pas possible. Ce problème a été étudié par le projet BIONIT («Biofilms in bioreactors for advanced nitrogen removal from wastewater»), financé par l'UE. Le consortium a étudié la température des eaux usées municipales, ainsi que des réacteurs à biofilm qui éliminent l'azote en associant des traitements aérobies et anaérobies. Les biofilms sont des groupements de microorganismes qui adhèrent les uns aux autres et à une surface. L'utilisation de biofilms pour la nitritation, et la dénitritation dans des réacteurs avec une biomasse en granulés, n'ont été obtenues qu'au-dessus de 25 degrés Celsius. Il fallait donc adapter ces deux processus à des températures plus basses, et étudier les biofilms dans les deux types de réacteurs. Pour cela, les chercheurs ont fait fonctionner à différentes températures des réacteurs de nitritation par biofilm sur lit mobile, en utilisant des paramètres différents. Pour évaluer les performances à long terme, les réacteurs ont fonctionné pendant plus d'un an. Les chercheurs ont aussi étudié un autre processus avec des réacteurs pour la dénitritation et l'oxydation anaérobie de l'ammoniaque. Les recherches ont porté sur le biofilm granulaire anaérobie et sur les processus de transport à l'intérieur. La population microbienne du biofilm de dénitritation a été étudiée par hybridation fluorescente in situ. Cette technique a révélé la présence et la quantité de bactéries oxydant les nitrites ou l'ammoniaque, dans le biofilm croissant dans les réacteurs. L'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle a servi à étudier les modes de transport et à suivre les nutriments disponibles dans le biofilm granulaire anaérobie. Ce point est important car le transport de l'azote est essentiel pour contrôler les processus de nitrification et de dénitrification. Les travaux de BIONIT devraient améliorer les aspects écologiques et économiques du traitement des eaux usées en Europe. Ceci devrait réduire l'énergie consommée par les stations d'épuration, la quantité de boues produites et les coûts de fonctionnement. Ces avancées bénéficieront à l'économie de l'Europe et à son environnement.
Mots‑clés
Eaux usées, biofilm, élimination de l'azote, dégradation anaérobie, bioréacteur, nitritration, dénitritation
