NITRIFICATION - DÉNITRIFICATION (N-DN)

NITRIFICATION - DÉNITRIFICATION (N-DN): Elle consiste en une séparation de fractions à 250 ou 80 microns selon le type de boue et l'état physiologique des animaux. La fraction solide, à forte charge d'azote, est gérée pour être compostée, et la fraction liquide résultante sera dosée dans la culture bactérienne de nitrification-dénitrification, qui sera située dans un bioréacteur d'environ 20 jours de TRH. Ce réacteur sera doté d'une ventilation temporisée et d'une homogénéisation mécanique et accomplira les étapes suivantes dans chaque "batch" du procédé de type SBR (Sequencing Batch Reactor) :

• a. Entrée de la fraction liquide : Une fois que l'effluent a quitté le "batch" précédent, la dose correspondante de fraction liquide à traiter est saisie. La ventilation sera arrêtée et l'agitation d'homogénéisation sera en marche.

• b. Dénitrification : activité microbienne anoxique qui dégrade la matière organique en utilisant les nitrates (NO3-) générés auparavant par sa respiration anaérobique. Elle génère du N2 (dénitrification) qui est rejeté dans l'atmosphère.

REMARQUE : Cette première étape de l'activité microbiologique, située à ce point du processus (immédiatement après l'entrée de la fraction liquide à traiter), est optimisée car la plus forte consommation de matière organique peut se produire dans ces conditions anoxiques, sans aucune alimentation en air et, par conséquent, avec une consommation d'énergie minimale. En même temps, une bonne activité bactérienne des dénitrificateurs correspond à un coefficient de dénitrification élevé.

• c. Nitrification : activité microbienne aérobie qui oxyde l'ammonium (NH4+) généré à l'étape précédente, en plus de celui déjà directement impliqué dans la fraction liquide de la boue en NO3-. Ces bactéries n'ont pas besoin de matière organique car elles sont autotrophes.

REMARQUE : il est intéressant que cette première étape de l'activité microbiologique aérobie soit réalisée avec une quantité réduite de matière organique, de sorte que la consommation d'énergie pour sa dégradation soit minimale. Le processus de nitrification est ainsi maximisé.

• d. Décantation ou la sédimentation : Stade de repos dans l'agitation d'homogénéisation et l'apport d'air, dans lequel la formation de grands flocs bactériens pour la sédimentation est encouragée.

• e. Drainage des boues et sortie des effluents : Étape au cours de laquelle, les boues ou les boues biologiques étant séparées du liquide traité, le système peut être purgé de l'excès de boues (les populations bactériennes se sont multipliées en faveur de l'épuration de l'effluent obtenu) et l'effluent excédentaire peut quitter le système décanté.

REMARQUE FONDAMENTALE : Le processus fonctionne avec la répétition des étapes b, c et d au cours de chaque période de "batch", avec une entrée de fraction liquide et une sortie d'effluent unique. Le premier DN-N est la performance intensive du processus microbiologique. Le deuxième lot, ou lot répété, est basé sur l'affinement des résultats et, très important, sur l'accommodation de la culture dans sa variabilité de la boue d'entrée. La durée de chaque période "batch" est généralement de 6 heures (4 apports journaliers de fraction liquide, dans lesquels l'apport journalier à traiter est distribué), mais cette durée est conditionnée aux caractéristiques du lisier de l'exploitation et, par conséquent, à celles de la fraction liquide à traiter.
Cette technologie nous permet de réduire la teneur en azote organique et ammoniacal du système au profit de l'émission d'azote gazeux (N2) dans l'atmosphère (de 50 à 70% de l'azote total introduit dans le réacteur) ; en considérant ici une réduction moyenne de 58% (Bonmatí et al., 2018) par rapport à la boue d'entrée.
Epaississeur de boues : Les boues obtenues lors des purges vers le bioréacteur et dans les canaux de décantation représentent généralement des volumes très importants à gérer, car elles ne sont pas très concentriques. Par conséquent, un dépôt est nécessaire pour l'épaississement des boues. Le volume de ce réservoir peut varier entre 34 et 57 m3 selon le THA de 3 à 5 jours.

Le " Sequencing Batch Reactor " ou " SBR " (AparnaDutta&SudiptaSarkar) sont des réacteurs discontinus qui ont une histoire d'environ 100 ans depuis que Sir Thomas Wardle a publié ses expériences. Arden i Lockett a publié quelques résultats du SBR au niveau pilote. Jusqu'à ce qu'Irvine (1971) réinvente le SBR, ils n'ont pas eu beaucoup de succès. Depuis 1971, la SBR a fait l'objet de nombreuses recherches et a été construite dans différents pays tels que l'Australie, le nord des États-Unis ou le Japon. En principe, les SBR sont destinés à éliminer la matière organique, mais leur utilisation actuelle s'est répandue et les nutriments tels que le phosphore et l'azote peuvent également être éliminés du système ; ce dernier par le processus de nitrification - dénitrification. Les améliorations apportées à certains systèmes d'aération et de contrôle ont permis aux RBS de concurrencer avec succès les réacteurs à boues activées conventionnels avec des configurations classiques de réacteur plus décanteur.