L'élimination par voie biologique
Il existe
deux types de traitement biologique: aérobie et anaérobie
(biométhanisation). Le premier nécessite un apport d'air ou d'oxygène pur et
le second, à l'inverse, fonctionne en absence d'air.
- Le traitement par voie aérobie est le plus classique et le plus
répandu. Le principe consiste à fournir de l'oxygène à une flore
bactérienne qui va détruire la pollution organique en l'utilisant comme
substrat.
Matière organique + flore bactérienne + O2 ->
CO2 +
H2O +
augmentation de la flore bactérienne.
Il existe différents systèmes :
boue activée, lit bactérien, lagunage.
Le plus utilisé reste le système à boue activée qui utilise des bassins d'aération suivis
d'un décanteur pour séparer la boue activée (biomasse) de l'eau épurée
qui est rejetée. La boue biologique produite est ensuite déshydratée sur
filtre presse ou autre système avant d'être éliminée.
On peut traiter
par ce procédé des eaux résiduaires contenant des organiques
biodégradables. C'est le cas des stations d'épuration urbaines, dont la DCO (demande chimique en
O2) est de l'ordre de 1000 mg O2/l.
Au niveau industriel , on peut envisager un
traitement biologique pour des DCO plus élevées pouvant atteindre des
valeurs de 200.000 mg O2/l .
Pour des DCO plus élevées, il est préférable de s'orienter vers d'autres filières comme la
valorisation énergétique ou la biométhanisation .
Les avantages du
traitement biologique aérobie est son faible coût lié principalement à la consommation d'énergie pour l'aération, et au
traitement de la boue biologique produite. Certaines de ces boues pourront
être acceptées en valorisation agricole (faible
coût) mais d'autres devront suivre des filières plus coûteuses comme
la mise en C.E.T, la valorisation énergétique ou la biométhanisation.
Le traitement biologique nécessite un contrôle régulier de
différents paramètres. En effet, il s'agit d'un système vivant qui peut
passer rapidement d'un bon fonctionnement à l'arrêt de la station. La présence de métaux lourds comme le cuivre ou le chrome
hexavalent peuvent ,par
exemple, tuer complètement la biomasse d'une station en moins d'une heure. Pour éviter ce type de problèmes,
un traitement
physico-chimique préalable peut s'avérer utile pour éliminer les métaux lourds ou autres
inhibiteurs de la biomasse. A noter également l'influence importante de la
température, ce qui explique la forte diminution des rendements si la
température des eaux à traiter est basse.
- Le traitement anaérobie ou biométhanisation : Cette technique peu répandue en Belgique, connaît un succès croissant chez nos
voisins, notamment en Allemagne.
Le principe consiste à utiliser des flores
bactériennes anaérobies qui transforment la matière organique polluante
en méthane qui peut être récupéré et transformé en calories. Une
partie de l'énergie produite sert à maintenir les réacteurs à des
températures de l'ordre de 35 °C, l'autre partie peut être valorisée à
condition d'avoir un besoin de calories sur le site .
Les C.E.T
connaissent bien ce phénomène puisque des quantités importantes de
méthane sont produites naturellement et
récupérées via des systèmes de tuyères.
Les
avantages par rapport au système aérobié sont l'absence d'apport d'énergie
extérieure (voire la production d'énergie excédentaire),et une
quantité moins importante de résidus à éliminer. Les inconvénients sont une plus grande
sensibilité aux variations de la composition des déchets à traiter, et des
investissement plus important.
En région wallonne , les applications les
plus connues appartiennent au secteur agro-alimentaire (principalement dans les
sucreries), et au traitement des boues biologiques des stations
d'épuration urbaines.
Ce
procédé devrait se développer dans le futur en liaison avec
l'interdiction progressive
de la mise en C.E.T. de produits contenant des organiques.
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