A
partir d'une étude réalisée au sein de l'Ecole d'ingénieur de São
Carlos (EESC), appartenant à l'Université de São Paulo (USP), un
chercheur a développé un réacteur biologique pour le traitement des
effluents industriels contenant du sulfate. Le réacteur a été développé
par l'ingénieur Arnaldo Sarti dans le cadre de ses recherches de
post-doctorat, avec l'appui de la FAPESP, et a déjà été breveté. Il est
capable de réduire jusqu'à 92% la concentration en sulfate des
effluents industriels.
Les ions sulfates, tout comme d'autres
composés de souffre, portent préjudice à l'environnement en polluant
les sources d'eau. Ils sont présents dans les effluents des fabricants
de papier et de cellulose, des raffineries d'huiles comestibles, des
tanneries et de toutes les productions qui utilisent l'acide sulfurique
comme matière première. Selon Sarti, les résultats, en terme de
réduction de sulfate, ont été très significatifs et ont permis de
conclure que ce traitement en réacteur biologique, appliqué aux
effluents industriels contenant du sulfate, pouvait être utilisé à
grande échelle dans le futur. Il est même envisageable de traiter
d'autres types de résidus ou d'eaux usées contenant du sulfate.
Le
procédé utilisé par Sarti consiste en le déplacement de l'ion sulfate
par l'action de microorganismes anaérobies disposés dans un réacteur
rempli de charbon, le charbon étant un support inerte qui garantit la
maintien des microorganismes par simple adhérence physique. "Le
déplacement biologique du sulfate est la solution qui présente le
meilleure rapport coût-bénéfice", en comparaison avec d'autres
processus chimiques ou physiques, explique Sarti.
Le réacteur
anaérobie fonctionne en batch, et chaque traitement biologique est
réalisé dans une séquence opérationnelle de 48 heures qui comprend
quatre étapes successives : - alimentation (le liquide est introduit dans le réacteur) ; - agitation (le liquide est agité avec les microorganismes) ; - réaction (le liquide décante et la biomasse sédimente) ; - évacuation (le liquide est évacué).
A
noter qu'avant de recevoir les eaux sulfatées, le réacteur est alimenté
avec une biomasse de microorganismes provenant des égouts. Les
microorganismes colonisent alors le support du réacteur et forment ce
que l'on appelle un biofilm. Le processus est complété par addition
d'ethanol, qui permet la formation d'acide acétique après réduction du
sulfate. Le souci majeur avec ce type de réacteur est de pouvoir
maintenir une quantité suffisamment élevée de biomasse, mais ceci a été
résolu en utilisant des supports inertes à l'intérieur du réacteur.
Le
réacteur a été construit en fibre de verre, avec un volume de 1,2
mètres carrés, et avec du charbon minéral comme support. Plus de 500
kilos de charbons ont été requis pour la composition de la couche
intérieure du réacteur. "L'option du charbon minéral a été choisie pour
sa facilité de maniement : en effet, il n'exige pas de dispositif
spécial pour sa fixation ou son maintien à l'intérieur de l'unité",
explique Sarti. Le sulfate introduit dans le réacteur pendant les tests
provenait d'eaux résiduelles d'une industrie d'huiles végétales, qui
utilisait l'acide sulfurique comme matière première. Ces huiles sont
spécifiquement utilisées dans la finition des cuirs animaux. Sarti
raconte que "toute l'idée est partie d'un problème réel posé par une
industrie de la région, qui générait une quantité importante de
sulfate, près de 120.000 mg/L".
Le réacteur développé par Sarti
n'a pas été conçu pour répondre au problème spécifique de cette
entreprise, mais il a été pensé avec la perspective de traiter des
quantités d'effluents à grande échelle.
