Fonctionnement et alimentation de réacteurs à fermentation

En Allemagne, les eaux usées sont contaminées par des composés organiques et inorganiques, par ex. du nitrate et de l’ammonium. Dans les méthodes conventionnelles, les deux substances sont supprimées par nitrification et par dénitrification lors de l’étape d’épuration biologique des stations d’épuration.  L’ammonium est tout d’abord transformé en nitrate, qui est ensuite transformé en nitrite, puis éliminé sous forme d’azote. Des alternatives à l’étape onéreuse de la dénitrification sont l’objet de recherches constantes, afin de faire des économies et de protéger l’environnement contre la pollution par des produits de dégradation. L’utilisation de bactéries annamox, qui oxydent le nitrite et l’ammonium pour donner de l’azote, est prometteuse.

La figure 1 montre un système de réacteur à deux étages qui simule l’étape d’épuration biologique d’une station d’épuration avec des bactéries annamox. L’objectif est d’explorer les paramètres de fonctionnement optimaux. Des microorganismes dits nitrifiants sont cultivés dans le réacteur 1 (à droite). Il s’agit de bactéries qui produisent du nitrite à partir d’ammonium. Via une pompe péristaltique, les nitrifiants sont alimentés en fluide frais contenant de l’ammonium. Lorsqu’ils ont produit suffisamment de nitrite, ce dernier est amené du réacteur 1 au réacteur 2 (à gauche) avec une partie du fluide à l’aide de la pompe péristaltique. C’est dans ce réacteur que sont cultivées les bactéries annamox qui, avec le reste de l’ammonium, métabolisent le nitrite en azote gazeux. Ce faisant, le contenu des deux réacteurs est constamment mélangé avec un agitateur à tige pour une meilleure répartition des nutriments.

À cet effet, le groupe de travail du Prof. a. D. Eberhardt Aust à l’Université Technique de Nuremberg, Allemagne, a utilisé deux RZR 2012 Control (modèle actuel : Hei-TORQUE Ultimate 400) et deux Hei-FLOW Ultimate 600 avec tête de pompe SP standard.

Hei-TORQUE Ultimate 400

• Moteur puissant pour réacteurs à fermentation

• Arbre d’agitation utilisable pour tiges jusqu’à 10,5 mm de diamètre

• Avec interfaces RS 232 et USB pour la commande à distance et la documentation du processus

Hei-FLOW Ultimate 600 avec tête de pompe SP standard

• Définir des flux d’alimentation précis des réacteurs

• Avec touche d’activation de la vitesse de rotation maximale pour un remplissage et un vidage rapides des systèmes de réacteurs

• Avec interfaces analogique et RS 232 pour la commande à distance et la documentation du processus