Les efforts internationaux pour extraire de l’énergie à partir d’eaux usées sous forme de chaleur, biogaz et éventuellement de l’électricité pourraient se voir accélérer grâce au travail d’une équipe de biochimistes et de microbiologistes de l’Université de Gand, en Belgique, qui collaborent à un projet pilote avec DC Water à Washington.
Les eaux usées des salles de bains et des cuisines sont une source potentielle d’énergie parce qu’elles contiennent diverses substances organiques en suspension dans les eaux usées. Si nous voulons que le traitement des eaux usées soit vraiment autonome, l’astuce consistera à trouver un moyen efficace de séparer la matière organique des eaux usées – de cette façon, les eaux usées pourraient être recyclées et la matière organique peut être utilisée pour générer de la bioénergie.
Actuellement, le principe général de la plupart des stations d’épuration repose sur l’optimisation de la façon dont les micro-organismes tels que les bactéries, les champignons et les protozoaires se nourrissent des contaminants organiques dans les eaux usées. Lorsque les micro-organismes mangent la matière organique, ils forment des particules qui se groupent et se déposent au fond d’un réservoir, permettant à un liquide relativement clair d’être séparé des solides et purifié davantage.
Cela comprend souvent une étape appelée «stabilisation de contact», qui implique l’utilisation de deux réservoirs d’aération pour s’assurer que les micro-organismes sont aussi actifs que possible avant de les introduire dans le prochain lot d’effluent nécessitant un traitement.
À l’heure actuelle, le processus de traitement des eaux usées global récupère environ 20 à 30 % de la matière organique dans le mélange d’eaux usées. Le Dr Francis Meerburg, chercheur sur le projet belge, a déclaré que leur objectif était d’améliorer la façon dont les bactéries captent la matière organique.
«Notre approche est unique parce que nous avons développé une variation à haut débit de ce que l’on appelle le processus de stabilisation de contact», assure Francis Meerburg.
L’équipe a découvert qu’ils pourraient améliorer les rendements dans le cadre du processus de stabilisation de contact en veillant à ce que les bactéries aient aussi «faim» que possible.
«Nous privons périodiquement les bactéries, dans une sorte de« régime de jeûne », explique le professeur Nico Boon. «Ensuite, les eaux usées sont brièvement mises en contact avec les bactéries affamées qui sont gloutonnes et engloutissent la matière organique sans l’ingérer en totalité, ce qui nous permet de récolter les matières non digérées pour produire de l’énergie et des produits de haute qualité. Nous affamons alors le reste des bactéries, afin qu’elles puissent purifier les eaux usées à nouveau. «
Cette nouvelle méthode peut récupérer plus de 55 % de la matière organique des eaux usées, ce qui représente une amélioration importante par rapport aux taux actuels de 20 à 30 %. Selon les calculs de l’équipe, ce montant devrait fournir suffisamment d’énergie pour traiter complètement les eaux usées sans avoir besoin de sources d’électricité externes.
Le professeur Siegfried Vlaeminck a déclaré que cela pourrait entraîner une baisse des factures d’énergie pour le public et un processus plus neutre en termes d’énergie pour les usines de traitement des eaux usées.
« Nous n’allons pas résoudre le changement climatique avec notre processus, mais chaque bit aide », assure Siegfried Vlaeminck. « A titre de comparaison: dans notre région de 6 millions de personnes (en Flandre), la consommation d’énergie de notre municipalité de traitement des eaux usées, Aquafin, correspond à l’utilisation résidentielle de plus de 690 000 personnes (plus de 10% de la population). Cela donne une idée sur le potentiel d’économie d’énergie et l’impact, si tous les traitements des eaux usées étaient neutres sur le plan énergétique. «
Le travail de l’équipe est directement passé du laboratoire à une application de grande envergure dans la capitale des États-Unis, signe manifeste d’un fort appétit pour des processus plus efficaces, abordables et durables dans le traitement des eaux usées.
Les chercheurs collaborent actuellement avec DC Water (l’Administration des eaux et des égouts du district de Columbia) pour mettre en œuvre le nouveau procédé sur une partie de l’installation de traitement de l’eau à grande échelle de l’usine. La prochaine étape consiste à évaluer dans quelle mesure le processus peut contribuer à un traitement plus efficace des eaux usées à grande échelle.
http://www.ugent.be/en/news-events/news/hungry-bacteria-extract-energy-from-sewage.htm
