L'Eau Magazine n°24 nov 14 à mai 2015
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Recherche et innovation Les microalgues, un prétraitement à faible consommation d'énergie De nombreuses stations d’épuration équipées d’un procédé de lagunage doivent être totalement réhabilitées. Pour ces dernières, Saur a utilisé les lagunes pour développer un nouveau prétraitement par microalgues, qui assurerait des économies d’énergie de l’ordre de 50% sur l’aération des bassins de boues activées. Le procédé de prétraitement par microalgues a été testé sur deux installations pilotes à Ouistreham (14) et Artix (64). En France, environ 4 200 lagunes assurant une épuration doivent être transformées pour répondre aux nouvelles normes de rejet. Plusieurs solutions peuvent être envisagées, notamment l’installation de filtres plantés de roseaux ou d’un traitement biologique par boues activées. Dans le cadre de la R&D, Saur a conçu un prétraitement des eaux usées par des microalgues à mettre en œuvre sur ces systèmes de lagunage, avant l’étape de boues activées. La validation et l’optimisation de ce procédé innovant seront un des volets du projet Phycover*, qui sera lancé début décembre 2014 et coordonné par l’Inra de Narbonne. Ce projet a été retenu en 2014 par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) avec l'appui du pôle de compétitivité Pôle Mer Méditerranée. Un abattement de l’azote conséquent Pour parvenir à un prétraitement efficace des eaux usées, la lagune devra être modifiée afin de présenter des conditions favorables aux microalgues. Une faible hauteur d’eau, environ 50 cm, et un système d’agitation sont ainsi nécessaires dans la lagune pour rendre la lumière accessible aux algues, afin qu’elles se développent ainsi que les bactéries épuratrices. En captant l’énergie solaire, les microalgues fournissent de l’oxygène aux bactéries pour la nitrification. La nuit, en l’absence d’oxygène, la phase de dénitrification entre alors en jeu. « Au niveau des performances, ce prétraitement abat 80 à 90% d’azote, près de 70% du carbone et 50% du phosphore », indique Vincent Jauzein, ingénieur de recherche chez Saur. En sortie, l’eau qui sera envoyée dans les bassins biologiques, ne contient pratiquement plus d’azote et seulement une petite fraction de carbone à éliminer. Ce système offre ainsi la possibilité de sous-dimensionner une partie des bassins d’aération, et permettrait en termes de fonctionnement, de diminuer de près de la moitié la consommation d’énergie pour l’aération. « Il faut toutefois tenir compte des besoins énergétiques pour l’agitation de la lagune, mais cette énergie représente dix fois moins que celle utilisée pour l’aération », précise Vincent Jauzein. Un projet subventionné par l'ANR Ce procédé innovant, testé uniquement sur pilote, fera parti du projet Phycover d’une durée de trois ans. Saur profitera de ce dernier pour identifier les associations de microalgues et surtout de bactéries les plus adaptées, en prenant en compte également les conditions climatiques. « Des études de bio-ingénierie seront aussi réalisées, avec la mise en place de capteurs dans la lagune afin d’optimiser le fonctionnement par modélisation », détaille Vincent Jauzein. Outre ce procédé, le deuxième aspect du projet Phycover porte sur la valorisation des microalgues, en particulier la méthanisation (simple ou en codigestion). Une partie du travail consistera à identifier les technologies de séparation eau-algue les plus pertinentes, cette séparation représentant un enjeu important entre l’interface lagune et méthanisation. « Le milieu lagunaire est par ailleurs peu concentré en microalgues. Il faudra donc définir une étape de reconcentration en entrée de digesteur », ajoute Bruno Sialve, ingénieur à l’Inra de Narbonne. Enfin, la méthanisation étant un processus qui minéralise la matière organique et la rend plus valorisable, ce projet permettra d’évaluer la valorisation du digestat en tant que fertilisant. Clément Cygler * Phycover  : "durabilité des productions microalgues par recyclage du phosphore et de l'azote des eaux résiduaires  : vers la station d'épuration du futur" 36 L’eau magazine novembre 2014 N°24 Saur
Des floculants biosourcés pour la clarification des eaux brutes Pour la production d'eau potable, une étape de clarification peut être nécessaire pour séparer les particules et colloïdes des eaux brutes. Cette étape nécessite traditionnellement l'emploi d'un adjuvant de floculation pour garantir son efficacité. Le plus, souvent ce sont des polyacrylamides de synthèse, issus de dérivés pétrochimiques et reconnus non toxiques. Afìn de réduire l'utilisation de ce type de polymères, Veolia Water Technologies a développé une nouvelle gamme Hydrex de produits biosourcés. Conçus à partir d'amidon de pommes de terre, ces derniers sont le résultat d'une démarche de recherche et développement, à laquelle a été associé un industriel des produits à base de fécule. Compatibles avec tous les systèmes de clarification, les polymères biosourcés d’Hydrex présentent une efficacité comparable à celle des polyacrylamides de synthèse mais très supérieure à celle des autres floculents biosourcés actuellement proposés sur le marché. Ils sont bien sûr biodégradables en raison de leur origine naturelle et, d'un point de vue économique, l'utilisation de pommes de terre est intéressante. Enfin, cette solution alternative n'engendre aucun phénomène de biofouling – colmatage dû aux bactéries ou à un biofilm - sur les procédés membranaires situés en aval dans le process de potabilisation. Manuel Castel L’eau magazine novembre 2014 N°24 Veolia Recherche et innovation 37



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