Les algues pour le traitement des eaux usées

Les eaux usées sont contaminées par les excréments des êtres humains et des animaux ainsi que par des résidus d’engrais et de produits de nettoyage. Ces matières agissent dans l’eau comme des engrais et sont les principales responsables de ce que l’on appelle l’eutrophisation, qui est la concentration non naturelle de nutriments. Un excédent dans des eaux contaminées entraîne une croissance nocive de plantes et d’algues. L’élimination des phosphates est donc une étape essentielle du traitement des eaux usées.

L’élimination du phosphore dans les stations d’épuration est généralement effectuée chimiquement par la dite précipitation de phosphates. Pour ce faire, des sels métalliques qui lient les phosphates dilués et les précipitent sous forme de substances non solubles sont ajoutés aux eaux usées. Les liaisons sédimentées peuvent alors être séparées. Étant donné que les précipitants utilisés sont souvent des sous-produits ou des résidus industriels, ils peuvent contenir des métaux lourds qui se concentrent de manière indésirable dans les boues d’épuration.

Des procédés biologiques, par exemple l’utilisation d’algues, peuvent constituer une alternative à la précipitation chimique des phosphates. L’avantage des algues est qu’elles absorbent les phosphates comme nutriments et les métabolisent pour leur croissance. Lors de l’élimination biologique des phosphates, au lieu de phosphates de métal sédimentés on obtient une biomasse qui peut ensuite être séparée avec les boues d’épuration.

Au centre de compétence de l’ingénierie et des systèmes environnementaux ZEuUS de l’Université technique de Mittelhessen, le professeur Ulf Theilen effectue avec son groupe de travail des recherches sur le potentiel des algues en matière de purification des eaux usées et sur l’utilisation de la biomasse générée par ce processus. Dans deux projets de thèses actuels de Madame Tatjana Lorenz et de Monsieur Nils Hasport, l’utilisation des algues pour éliminer les nutriments ainsi que la valorisation ultérieure des matières et de l’énergie contenues dans les algues sont examinées. Selon les chercheurs, la biomasse d’algues a un potentiel en tant qu’engrais ou pour produire du biogaz. Grâce à la croissance rapide des algues, leur potentiel dans le domaine du biogaz correspond à peu près à celui du maïs, qui est actuellement majoritairement utilisé comme substrat pour produire du biogaz.

Pour effectuer les essais de détermination du potentiel dans le domaine du biogaz à la THM, 24 réacteurs de 8 l avec des agitateurs de laboratoire Heidolph (RZR  2102 control et 2041*, fig. 1) sont utilisés.

La culture des algues à l’échelle laboratoire est réalisée à l’aide d’un agitateur à tige Heidolph : Dans des installations à bassin ouvert (open pound), le courant naturel de l’eau est simulé avec une ailette entraînée par l’agitateur.

« Voilà 30 ans que nous faisons confiance à la robustesse des appareils Heidolph ! Nous les utilisons continuellement », déclare Monsieur Luthard-Behle (ingénieur diplômé), ingénieur de laboratoire au ZEuUS.