Les eaux usées contiennent généralement une grande quantité de nutriments, en particulier le phosphore, qui peuvent représenter une menace nocive pour l’infrastructure et l’environnement, causant des problèmes tels que l’eutrophisation des organismes aquatiques et l’accumulation de struvite dans les systèmes mécaniques.
Pour l'éliminer des eaux usées, il doit être converti en une forme solide, puis séparé du liquide qui peut être obtenu chimiquement ou biologiquement. À la fois retirées et récupérées, les usines de traitement des eaux usées peuvent améliorer la qualité des effluents, respecter des limites de rejet strictes et convertir le phosphore mis au rebut en un engrais respectueux de l’environnement nécessaire à la culture des aliments.
Élimination du phosphore : chimique ou biologique
Pour éliminer le phosphore des eaux usées, le phosphore dissous doit d'abord être converti en une forme qui peut être séparée du flux de liquide. Ceci peut être réalisé par élimination chimique ou biologique du phosphore, en fonction des objectifs de traitement, de l'infrastructure existante, des caractéristiques des eaux usées et des exigences locales.
L’élimination biologique du phosphore peut offrir une approche efficace en utilisant des microorganismes naturels pour capturer le phosphore dans le processus de traitement.
Élimination biologique du phosphore améliorée (EBPR)
L’EBPR est l’absorption biologique du phosphore par des microorganismes sélectionnés appelés organismes cumulant du phosphore (OPA). Alors que l’absorption réelle du phosphore se produit dans un environnement aérobie, les PAO doivent d’abord être conditionnés par une exposition à des acides gras volatils (AGV) dans un environnement anaérobie. Les PAO stockent les aliments dans des conditions anaérobies, puis les traitent une fois dans des conditions aérobies. La nourriture préférée pour les PAO est les VFA.
Fonctionnement de l’EBPR
- Phase anaérobie : Les PAO sont exposés à des acides gras volatils (AGV) dans des conditions anaérobies. Les microorganismes absorbent les VFA et les stockent comme réserves alimentaires et énergétiques internes.
- Phase aérobie : Dans des conditions aérobies, les PAO métabolisent les aliments stockés et absorbent le phosphore des eaux usées.
- Élimination du phosphore : La biomasse riche en phosphore est ensuite séparée de l’eau traitée par élimination des solides, ce qui élimine le phosphore du flux d’eaux usées.
Pourquoi les VFA sont essentiels pour une performance EBPR efficace
Pour réduire le besoin d’ajout de carbone ou de produits chimiques, les installations dont l’influence de l’AFV est insuffisante pour une élimination efficace du phosphore peuvent encourager une production d’AFV supplémentaire par fermentation. Un sélecteur anaérobie fournit un environnement optimal pour l’absorption de l’AGV par les OAP, mais les OAP constituent un petit sous-ensemble de la population bactérienne dans les solides en suspension dans les liqueurs mixtes (MLSS). Le reste des bactéries fermente des composés organiques pour obtenir de la nourriture et de l’énergie. Ces bactéries facultatives ne consomment pas de VFA ; elles décomposent les composés organiques solubles complexes pour former VFA, ce qui permet aux PAO d’absorber des VFA supplémentaires et de libérer du phosphore. Par conséquent, le sélecteur anaérobie ou le réservoir de fermentation dans une installation EBPR conditionne simultanément les PAO et fournit un environnement pour une fermentation supplémentaire des matières organiques solubles vers le VFA.
Solutions éprouvées pour l’atténuation du phosphore
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La gestion du phosphore peut contribuer à une économie circulaire future
