Comment réduire les nitrates dans les eaux souterraines
Comment réduire les nitrates dans les eaux souterraines
Un nouveau procédé à lit mobile (mbbr), efficace et économique pour la réduction de nitrates (no3) présents dans les eaux souterraines
Les nitrates (NO3) et les nitrites (NO2) sont ions présents dans la nature en petites quantités, dans le cadre du cycle naturel de l’azote sur la terre, en provenant la lixiviation de terrains (forêts, minéraux et roches) grâce à la pluie. Dans les rivières et les eaux souterraines qui ne sont pas affectées par l’activité humaine, la concentration normale de NO3 habituellement est autour de 10 ppm, mais dans les cours d’eau proches de zones où il y a de l’activité industrielle, cette concentration peut se développer jusqu’à valeurs hautement démesurées, concentrations qui arrivent à être dangereuses pour la santé en cas d’ingestion.
INTRODUCTION
La cause principale de la forte incidence de NO3 dans des eaux souterraines est souvent l’apport de déchets liquides provenant de fermes de mammifères (les porcs, les moutons et les bovins en particulier). Dans des zones où le déchet animal a été utilisé comme engrais sans contrôle, ont atteint des niveaux de 180 ppm de NO3 dans les eaux phréatiques.
Une étude réalisée par des enquêteurs de l’Université de Vic – Barcelone (publié dans Tecnoaqua à l’édition d’octobre 2013), indique que douze (12) régions de la Catalogne, souffrent d’une forte pollution de leurs eaux souterraines et sources par (NO3). Ces régions coïncident toutes à une forte concentration d’exploitations d’élevage, sauf une qui concentre une grande activité agricole. D’autre part il est connu que la Belgique a plus du 65 % du sous-sol contaminé par les nitrates et la même chose s’applique dans d’autres pays européens et les états du Midwest Américain.

Étant donné que ne pas toujours sont réalisés les contrôles qui seraient nécessaires sur la quantité d’Azote qui peut supporter un sol déterminé, il affecte la sursaturation des mêmes, avec le résultat de la contamination des bases couches et des nappes phréatiques, aussi avec l’aide de la pluie, Le NO3 est très facilement lixivié et par cela il atteint rapidement les couches inférieures du sol.
CONSÉQUENCES DE LA PRÉSENCE DE FORTES CONCENTRATIONS DE NO3 DANS L’EAU
High concentrations of NO3 in food are extremely harming to the health of the animals, including humans. The World Health Organization has established a maximum tolerable limit of 50 ppm. NO3 complicates the oxygenation of the blood becoming nitrites (NO2). Hemoglobin mutates to metahemoglobin and, as a consequence, less oxygen reaches the organs and tissues. This can cause the death of fetuses in pregnant mammals and, in human babies, it can produce the so-called “blue baby” effect (lack of oxygen in the tissues).

Dans le cas de l’industrie de l’élevage, alimenter aux animaux avec l’eau qui contient une forte concentration de NO3, il produit d’énormes pertes économiques, la mort de jeunes animaux et les femelles enceintes qui avortent, en causant la perte de kilos de la viande, faire de nouvelles inséminations, réduit la production laitière des femelles enceintes et d’autres effets secondaires. Par conséquent, une augmentation de coûts de production, ou en d’autres termes, la diminution ou la perte de bénéfices dans les exploitations.
En ce qui concerne des populations dans les zones rurales qui sont approvisionnées en puits contaminés, sont à risque de graves problèmes de santé.
QUEL EST LE NOUVEAU SYSTÈME DE TRAITEMENT BIOLOGIQUE ANAÉROBIE À LIT FLUIDISÉ AVEC L’AJOUT DE MICRO-ORGANISMES ADAPTÉS ?
Ce système reproduit le cycle naturel de dénitrification. A été réalisé une expérience pilote avec un grand succès, avec l’eau de puits d’une ferme d’animaux, dont la concentration de NO3 était > 160 ppm, après le traitement a été obtenu un effluent avec 4ppm de NO3. Le résultat de cette expérience a conduit à la première installation industrielle de traitement de l’eau, pour traiter l’eau de puits d’une ferme de plus de deux cents têtes de bétail bovin.
Le système est composé d’un premier réacteur anaérobie à flux continu (1) qui contient un garnissage (carrier) plastique à haute surface spécifique en flottation (MBBR) (2), où se logent des colonies de bactéries d’origine naturelle, combinées avec bactéries spécialisées additionnées au système, où se produit la transformation du NO3 à N gaz en conditions anoxiques, avec l’aide d’une source d’énergie (matière organique) et des nutriments. L’azote gazeux est éliminé à l’atmosphère (3).
Dans un deuxième réacteur (4), aérobie (boues activées), on élimine la matière organique (la contenue dans l’affluent, l’ajoutée dans le processus de dénitrification, ou qui pouvait avoir été généré par la transformation de produits, dans le système aérobie).
Finalement, un système physique de séparation de biomasse (5) et d’eau, obtient un effluent parfaitement clarifié et pratiquement libre des nitrates (6).
LA DÉNITRIFICATION COMMENT SE PRODUIT-ELLE?
La dénitrification se produit par l’action de bactéries du groupe hétérotrophe facultatives du genre pseudomonas (groupe 1 non pathogènes), paracoccus et alcaligenes. Ces bactéries se trouvent d’une forme naturelle dans l’environnement et sont inoffensives pour les personnes et les animaux.
Le processus de transformation de nitrates à gaz a lieu dans des étapes sérielles, catalysées par des systèmes enzymatiques différents, en apparaissant dans le processus des produits intermédiaires différents comme les nitrites (NO2), le monoxyde d’azote et l’oxyde nitreux (NO).
Ce processus qui dans la nature porterait une longue période pour se réaliser si d’une forme subite l’apport d’azote était interrompu, est réalisé d’une forme rapide et efficiente dans un système forcé d’épuration industriellement, grâce à pouvoir concentrer une grande quantité de biomasse dans un système qui contient un porteur (le garnissage plastique), où se logent et multiplient les colonies de Bactéries (BIOFILL TYPE C).
Le GARNISSAGE EN PLASTIQUE BIOFILL TYPE C, c’est un des meilleurs porteurs (carriers) du marché, grâce à sa haute surface spécifique (460 m2/m3), la surface rugueuse qui permet une bonne adhérence de la biomasse et le grand volume libre > 90 %, qui permettent une bonne circulation des fluides et un détachement facile de la biomasse morte.

L’efficacité de ce processus, vient augmentée par l’apport de micro-organismes spécifiques dénitrifiantes, qui agissent dans des conditions anoxiques (BACTERIA-DEN). Il s’agit d’une combinaison de micro-organismes anaérobies facultatifs sélectionnés de la nature par sa capacité d’utiliser le nitrate comme source d’oxygène.
Dans des conditions appropriées, les ions NO3 et NO2 accumulés dans des eaux sont attaqués par le BACTERIA – DEN qui agit en accélérant la croissance des colonies de bactéries dénitrifiantes indigènes dans sa phase initiale du traitement, en accélérant l’élimination des ions NO3 et NO2 et en contribuant au conservation de la concentration optimale de micro-organismes dans le système.
Également dans les situations d’arrêt du système pour n’importe quelle cause, l’addition de BACTERIA – DEN, réactive le système biologique dans une période comprise entre 48-72 heures. Pour le démarrage du système ont été utilisés de l’ordre de 9-10 gr. de BACTERIA – DEN/m3 d’eau, et par le 3gr/m3, dans sa phase de maintenance.
Les conditions nécessaires pour induire la dénitrification sont :
- Une grande présence de bactéries dénitrifiantes dans le processus.
- l’Azote disponible dans les formes oxydées (NO3; NO2).
- l’Absence d’oxygène moléculaire dissous.
- La présence de matière oxydable (DBO), tel que le méthanol, l’acide acétique ou d’autres.
Le BACTERIA DEN est aussi spécialement utile pour le traitement d’eaux industrielles difficiles contenants des amines, des eaux municipales, des eaux de l’industrie alimentaire, l’industrie chimique et les fermes piscicoles.

AVANTAGES DU SYSTÈME
C’est une équipe modulaire fabriquée avec composants simples et de qualité. Les coûts d’installation sont faibles, ainsi que les coûts d’exploitation qui sont plus bas que ceux d’autres systèmes utilisés jusqu’à présent et le système ne génère pas de déchets et pas d’odeurs.
TABLEAU COMPARATIF SUR D’AUTRES PROCÉDURES POUR L’ÉLIMINATION DE NO3
PROCÉDURE |
OSMOSE INVERSE |
ÉCHANGE IONIQUE |
BIOFILTRATION |
Coûts d’exploitation |
ÉLEVÉ : en augmentant à |
Moyen |
BAS, de l’ordre de 4 à 5 |
Rendement |
50-60 % |
100 % |
95% |
Efficacité |
90 % |
85 % |
85 % |
Refus |
Il peut arriver jusqu’à le 50 % de l’eau traitée avec nitrates et le reste d’éléments séparés |
Saumure avec nitrates |
Il n’y a pas de nitrate |
Déchets |
Le refus devra être traité par une entreprise de traitement des déchets, en fonction de la concentration de NO3 |
Le refus devra être traité par une entreprise de traitement des déchets, en fonction de la concentration de NO3 |
Le déchet de lavage, peut être versé aux égouts par sa basse charge organique, ou être utilisé comme engrais |
Pièces de |
Changer les filtres |
Aucun |
Aucun |
Recharge matériau |
Aucun |
Si |
Aucun |
Consommables |
Désincrustant |
De sel |
Source de carbone |
Consommation |
Élevé |
Faible |
Faible |
Sélectif |
Non. Supprime tous les |
Non. Il peut éliminer |
Si. Il élimine seulement |
Eau potable |
Il laisse l’eau sans |
Risque d’excès de sel dans l’eau |
Il laisse l’eau avec leur composition naturelle, mais sans des nitrates |
Investissement économique |
Élevé |
Faible |
Bas-moyens en fonction du débit |
Maniabilité de l’installation |
Complexe |
Moyenne |
Faible |
PARTICIPANTS À L’EXPÉRIENCE
Société NONO3 – Concepteur du système et constructeur des plantes pilotes et industrielles.
Biologia y Filtración, S.L. – Fabricant et fournisseur du garnissage plastique BIOFILL type C (carrier), pour le lit mobile.
Biologia y Filtración, S.L. – Fournisseur des micro-organismes BACTERIA DEN, produits par l’entreprise Bioscience Inc. (Allentown, la Pennsylvanie – USA).