Nutrient removal/fr

Les rejets d'eaux usées contenant de l'azote peuvent être toxiques pour la vie aquatique et entraîner une diminution de l'oxygène et de l'eutrophisation des eaux réceptrices. Il est donc nécessaire de réduire la concentration d'azote dans ces rejets. Les formes d'azote les plus courantes et les plus importantes dans les eaux usées, ainsi que leurs états d'oxydation respectifs dans le milieu aquatique et le sol, sont l'ammoniac (NH₃, -III), le diazote (N₂, 0), l'ion nitrite (NO₂, +III) et l'ion nitrate (NO₃, +V). Dans la plupart des stations d'épuration modernes, l'azote est éliminé par nitrification/dénitrification biologique. Cependant, le procédé d'oxydation anaérobie de l'ammonium (anammox), récemment découvert, pourrait constituer une alternative pour l'élimination de l'azote. Ces deux procédés permettent d'atteindre un taux d'élimination de l'azote de 85 à 90 %, mais présentent des différences considérables en termes de durabilité.

L'élimination classique de l'azote nécessite un processus en deux étapes, impliquant l'oxydation de l'ammonium sur le nitrite en nitrate (nitrification) suivie de la réduction du nitrate et du nitrite afin de produire du diazote (dénitrification).

L'oxydation anaérobie de l'ammonium (anammox) est un processus microbiologique récemment découvert qui convertit l'ammoniac (NH4+) et le nitrite (NO2-) en azote gazeux (N2).

Cependant, le procédé anammox ne peut éliminer l'azote à lui seul. Il est donc nécessaire de le compléter par une nitritation partielle. Le terme « nitritation partielle » désigne ce procédé en soulignant deux caractéristiques essentielles : (1) « partielle » indique que seule une fraction de l'ammoniac entrant est oxydée en nitrite, et (2) « nitritation » indique que l'oxydation de l'ammoniac s'arrête au stade du nitrite, l'oxydation du nitrite en nitrate étant négligeable.

Comparaison de la nitrification/dénitrification avec la nitritation partielle/anammox en termes de durabilité :

1. Le procédé anammox permet de réduire la production d'oxygène et de boues.

2. Le procédé anammox ne nécessite aucun ajout de carbone organique – il n’a donc pas d’empreinte carbone.

3. Aucun intermédiaire gazeux n'est produit lors du procédé anammox, tandis que la dénitrification produit de l'oxyde nitreux et du protoxyde d'azote (gaz à effet de serre, appauvrissement de la couche d'ozone).

4. La consommation énergétique nette totale du procédé anammox peut être réduite de 50 %.

5. Le coût d'investissement en équipement peut être réduit.