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Engineering aspects and mechanisms of a natural pyrrhotite simultaneous nitrogen and phosphorus removal (PSNOP) biofilter technology

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Un nouveau biofiltre pour éliminer les éléments toxiques

Des chercheurs ont développé un nouveau système de biofiltre qui permet d'éliminer l'azote et le phosphore des eaux usées sans la présence de matière organique.

Changement climatique et Environnement

L'azote et le phosphore sont deux des éléments les plus courants que l'on retrouve aujourd'hui dans les eaux usées industrielles et agricoles. Comme ces éléments sont à l'origine de problèmes environnementaux, il existe un besoin en technologies qui permettent de les récupérer dans les flux d'eaux usées. Le projet PSNOP financé par l'UE a ainsi entrepris de développer et de tester un biofiltre naturel simultané de l'azote et du phosphore avec de la pyrrhotite (un type de minéral). Il fonctionne par colonisation de particules de pyrrhotite avec des bactéries qui peuvent éliminer l'azote des eaux usées. Le projet a commencé par la culture de bactéries dénitrifiantes (qui éliminent les nitrates) à partir des boues anaérobies d'un site de traitement des eaux usées. Au bout de plusieurs jours, ce processus a produit une colonie florissante de bactéries dénitrifiantes pouvant être utilisées pour «semer» des particules de pyrrhotite. Les chercheurs ont également démontré que la pyrrhotite (sans biofilm bactérien) éliminait naturellement jusqu'à 99% du phosphore des eaux usées en 24 heures. Cela fonctionnait de manière efficace dans différentes conditions d'acidité (pH 4-12), avec un rendement qui s'améliorait avec l'augmentation de la température. Le projet PSNOP a ensuite créé plusieurs biofiltres en laissant les bactéries dénitrifiantes coloniser de la pyrrhotite et de la roche calcaire, ou une combinaison des deux. Ceux-ci ont été testés pour leur capacité à éliminer simultanément le phosphore et l'azote des eaux usées. Globalement, le biofiltre à la pyrrhotite seule présentait le meilleur rendement. Le biofiltre en roche calcaire seule n'éliminait pas l'azote et le biofiltre combinant les deux présentaient des capacités limitées d'élimination des deux éléments. Une réussite majeure du biofiltre PSNOP est qu'il peut éliminer jusqu'à 85-90 % du phosphore et de l'azote lorsqu'il fonctionne de manière continue. Cette nouvelle technologie pourrait avoir des applications comme processus de traitement tertiaire dans les installations de traitement des eaux usées.

Mots‑clés

Biofiltre, éléments toxiques, azote, phosphore, eaux usées, matière organique, pyrrhotite, traitement des eaux usées

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