De l'énergie verte à partir des boues d'épuration traitées
Les boues d'épuration (ou boues d'eaux usées) constituent le principal sous-produit du traitement des eaux usées. Toutefois, l'élimination des boues d'épuration peut constituer jusqu'à 60 % des coûts d'exploitation totaux d'une usine de traitement des eaux usées étant donné que cela consommé d'énormes quantités d'énergie. Le projet MFC4SLUDGE ("MFC4Sludge": Microbial fuel cell technologies for combined wastewater sludge treatment and energy production) a travaillé avec des PME européennes pour développer une alternative commerciale adéquate aux traitements des boues usées existantes. Le consortium a adopté une approche innovante pour garantir la minimisation des impacts environnementaux et veiller à ce qu'aucune demande d'énergie supplémentaire ne soit placée sur les usines de traitement des eaux usées actuelles. La solution durable des partenaires du projet prend la forme d'une pile à combustible microbienne couplée à une digestion anaérobique hydrolytique-acidogénique (hydrolytic-acidogenic anaerobic digestion, HA-AD). Les chercheurs ont utilisé ces technologies complémentaires pour développer un système énergétique capable de réduire les composés organiques dans les eaux usées à plus de 90 %, tout en produisant de l'énergie. Le développement des piles à combustible microbiennes portait sur l'amélioration de l'efficacité du système et l'efficacité des coûts. Cela a été réalisé en concevant des stratégies de contrôle pour atteindre des performances optimales et en développant de nouvelles cathodes et configurations de piles. Un digesteur HA-AD de laboratoire a également été conçu et construit et les premiers tests ont été réalisés pour déterminer sa plage opérationnelle. Les effluents d'une digestion anaérobie partielle des boues produites par une usine de traitement ont été étudiés en ce qui concerne la production d'acides gras volatiles. Les résultats ont indiqué que les effluents de la digestion anaérobie partielle convenaient pour la production de bioélectricité dans les piles à combustible microbiennes. Des modèles mathématiques ont également été développés pour le HA-AD, les piles à combustible microbiennes et les processus couplés. MFC4SLUDGE réduira l'impact sur l'environnement des boues d'épuration en réduisant leur volume et en fournissant une source d'énergie, ce qui permettra de valoriser ces déchets. Ce n'est toutefois pas limité aux eaux usées domestiques car cela peut également être appliqué aux boues venant des stations d'épuration des eaux usées industrielles présentant de grandes teneurs en azote ou en soufre, des valeurs pH extrêmement faibles ou des composés organiques. Les résultats du projet amélioreront également la compétitivité des PME participantes en leur fournissant un savoir-faire intéressant et de meilleures opportunités d'emploi. En outre, elles encourageront l'utilisation des boues d'épuration dans l'agriculture en permettant aux autorités locales exploitant des usines d'épuration des eaux usées de se conformer à la Directive relative aux boues d'épuration 86/278/CEE.
Mots‑clés
Boues d'épuration, traitement des eaux usées, MFC4SLUDGE, pile à combustible microbienne, digestion anaérobique hydrolytique-acidogénique
