Un réacteur biologique pour traiter le sulfate des effluents industriels

A partir d'une étude réalisée au sein de l'Ecole d'ingénieur de São Carlos (EESC), un chercheur, Arnaldo Sarti, a développé et breveté un réacteur biologique pour le traitement des effluents industriels contenant du sulfate. Un dispositif 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 termes 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 repose sur le déplacement de l’ion sulfate par l’action de micro-organismes 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.

Privilégier le déplacement biologique du sulfate

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).

Il est important de noter qu’avant de recevoir les eaux sulfatées, le réacteur est alimenté avec une biomasse de micro-organismes provenant des égouts. Les micro-organismes colonisent alors le support du réacteur et forment ce que l’on appelle un biofilm. Le processus est complété par addition d’éthanol, 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 mètre cube, et avec du charbon minéral comme support. Plus de 500 kg de charbon 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.

Traiter les quantités d’effluents à grande échelle

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.Par Faustine Fourdinier, rédactrice pour la chaîne environnement des Bulletins électroniques à l’ambassade de France au Brésil BE Brésil numéro 124 (18/05/2009) – CenDoTeC / Ambassade de France au Brésil / ADIT – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59113.htm