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MANIFESTATIONS - ÉVÉNEMENTS :

Journée d'information sur les produits Evolution Aqua distribués en France par Aquatiss
La Rochelle - 17 novembre 2006

Une journée fort intéressante organisée par la société Aquatiss basée à La Rochelle (17000) en présence de Jasper KUIJPER représentant la société Evolution Aqua (UK)

Une belle journée dans un cadre tout indiqué... avant la visite de l'Aquarium de La Rochelle.

Jasper KUIJPER (Évolution Aqua) en traduction simultanée par Boris Pelsy et Jean-Christophe GERARD (Aquatiss) lors de la présentation du fonctionnement des filtres de la gamme Nexus et des médias de filtration type Kaldnes K1 et biochip. Un exposé très riche en détails et informations sur l'activité bactérienne au sein du biofilm et quelques rappels de base sur l'installation d'un filtre en gravité.

Explications en détail sur l'installation et le fonctionnement du Nexus 200 - 300 et de l'EasyPod. Ces filtrations sont installées depuis de nombreuses années dans différents pays et même au Japon où elles obtiennent d'excellents résultats. Le principe de base est double :

• D'abord une filtration mécanique jusqu'à 20 µ dans le centre du filtre grâce à un effet vortex qui fait sédimenter les grosses particules sur les côtés du fond du filtre et laisse uniquement les plus fines entrer dans le coeur du filtre, au milieu des Kaldnes statiques. L'eau chargée de ces micro-déchets traverse les médias de filtration et les micro-déchets sont pulvérisés au contact des Kaldnes, puis stockés à cet endroit. Il est impressionnant d'observer lors de la phase de nettoyage la quantité de saleté retenue par les médias... 

• Ensuite le processus du " Kaldnes Moving Bed " (lit mobile) qui consiste à mettre en mouvement au moyen d'une pompe à air (2400 l/h pour le 200 et 4800 l/h pour le 300) les supports Kaldnes qui sont d'excellents supports pour la constitution du film biologique et l'accueil des micro-organismes. C'est cette partie qui traite l'aspect biologique de la filtration.

Il est important de répéter quelques conseils basiques pour l'installation en alimentation par gravité des filtres :

• Installation du filtre le plus prêt possible du bassin pour éviter les pertes de charge dans les canalisations en 110.

• Une bonde de fond = un filtre. Il est cependant possible d'ajouter un skimmer sur un même filtre.

• Ne pas faire rejoindre plusieurs bondes de fond sur une même canalisation (le débit théorique optimal pour une bonde de fond et canalisation en 110 est de 15 m³/h)

• Utiliser une bonde de fond avec un chapeau (le plus grand possible et laissant une hauteur de 4 à 5 cm avec le fond du bassin) de façon à ce que la pression de l'aspiration soit latérale et non pas verticale.

Les Kaldnes :

Il faut comprendre comment la nature transforme les déchets par les biofilms (ou lits bactériens) protecteurs. Le support est essentiel pour permettre un bon développement du biofilm. Il doit être un véritable garage à bactéries et hydrophyle (capable d'emprisonner l'eau) protégeant ainsi sa surface de contact d'un lavage par le passage de l'eau. Les biofilms ne se développent pas sur toutes les surfaces en plastique. Le bio support va se cogner dans d'autres supports, les parois du filtre, il aura une force de rotation, des bulles d'air viendront s'emprisonner, son poids évoluera en fonction du développement du biofilm... Par exemple, dans un lit mobile, de l'air est employé pour déplacer les médias et pour oxygéner l'eau avec un débit de 80 l/mn à une profondeur de 1m. Les bulles d'air produisent sur le biomédia une force dynamique de presque 1kg.

Il est important, à ce niveau, de faire une parenthèse sur la résistance des médias. Il est impératif d'utiliser des médias adéquats et testés si vous ne voulez pas en retrouver des morceaux dans la pompe ! Des tests ont été effectués avec d'autres médias sur une machine spéciale. Les autres médias ont été décomposés après 246 manipulations (voir l'image 3) et le Kaldnes K1 n'a pas été cassé après 2.500 fois. Il était cependant, un peu tordu (voir l'image 4). La destruction des médias est tout à fait importante et à prendre en considération parce qu'elle peut d'une part affecter les pompes et d'autre part la réduction de la surface de biofilms protecteurs affectera le fonctionnement biologique du filtre.

Les médias K1 emploient des matériaux de qualité et la méthode de production inclut un processus d'oxydation pour augmenter le contenu d'oxygène sur les 10 premiers microns du plastique. Ce processus présente l'avantage d'emprisonner l'eau dans le porteur de médias comme on peut le voir dans l'image 5 sur le Kaldnes du haut (en dessous copie du produit). Même lorsque les médias sont en mouvement, l'eau reste toujours à l'intérieur du K1. De cette façon, il est créé à l'intérieur de chaque média un mini système de filtration où les bactéries et quelques micro-animaux peuvent convertir les déchets en eau saine sans être lessivés par le passage de l'eau.

En raison du fonctionnement hydrophile du K1 vous obtenez un biofilm protégé comme on peut le voir dans les images suivantes. Le bio film ne commence pas à partir du bord parce que celui-ci est érodé par l'écoulement de l'eau. Dans la nature, nous avons un équilibre des bactéries qui convertissent l'ammonium en nitrite et puis en nitrate. La source de nourriture pour les micro-animaux est constituée de bactéries mortes, d'algues et de déchets organiques. Puis ils sont eux aussi mangés par de plus grands animaux comme des copépodes, des vers ou par les koi. Les koi excrètent à leur tour des déchets et c'est la chaîne alimentaire qui recommence.

Les vers qui mangent les micro-animaux bénéfiques comme les rotifères et les vortecilias sont un des problèmes dans les applications de traitement des eaux résiduelles. Pour contourner ce problème, la solution a été de faire un petit disque avec des cavités qui créent une couche hydrophile, protégeant chaque cavité du support biologique et rendant plus difficile la pénétration des vers dans les trous.

Sur le support biologique, on trouve des micro-organismes aérobies, des organismes hétérotrophes qui vivent de la matière organique comme les bactéries, les mycètes, les bactéries lithotrophiques (consomment de la matière inorganique). Les micro-organismes mangent des bactéries mais préfèrent celles en suspension dans l'eau (pas de rôle dans la filtration biologique). Les amibes, les ciliés, rotifères, flagellés et nématodes, sont des micro-organismes que l'on retrouve dans le Kaldnes à une concentration plus élevée comparée aux autres biomédias. Quand le Kaldnes est entièrement colonisé, il y a une " armée" de micro-organismes, de bactéries qui filtrent entre 10.000 et 100.000 fois leur propre volume et les ciliés peuvent consommer des particules entre 2 et 5 µ, pour les rotifères, un maximum de 10 µ, ces derniers aiment aussi manger de petites particules d'algues.

 Résultats des tests du Nexus par le bureau d'études Coutant - Aquarium La Rochelle :

Éclaircissement de l'eau en 4 jours après ajout d'alimentation. Les résultats ont été très satisfaisants.

Le cycle de l'azote serait également à redécouvrir ou a re-écrire car de nouvelles espèces de bactéries (plus d'une vingtaine) ont été découvertes notamment lors de l'analyse du fonctionnement du biofilm présent sur les Kaldnes. (anammox). Du travail encore pour les microbiologistes et les ingénieurs qui planchent sur l'épuration industrielle de l'eau (applications dans de nombreux domaines : eau potable, épuration des eaux résiduelles...). Les retombées se feront aussi dans le domaine de l'ornement et des bassins à Koï, mais d'un point de vue de recherche pure, les enjeux sont énormes : dépollution des eaux pour les rendre potables dans les pays du tiers-monde par exemple. De nombreuses équipes travaillent sur ces découvertes et chaque jour on en apprend un peu plus sur le fonctionnement des bactéries dans la transformation du cycle de l'azote. (notamment la bactérie Kuenenia stuttgartiensis, prototype du groupe anammox)

Les bactéries anammox pourraient ainsi être utilisées dans le traitement biologique des effluents. Les traitements actuels ont pour but de reproduire les différentes étapes du cycle de l’azote en transformant tous les composés azotés présents dans l'eau sous forme d'azote gazeux.

Agrégats de bactéries anammox (microscope électronique)

Actuellement l'élimination de l'azote ammoniacal est le plus souvent obtenue grâce à des traitements biologiques, de nitrification - dénitrification. La première étape de nitrification consiste en une transformation, par des cultures bactériennes adaptées, de l'azote ammoniacal en nitrates (NO3) en présence d’oxygène. La seconde étape, la dénitrification, complète le processus. Les nitrates, sous l'action de bactéries « dénitrifiantes », sont transformés en azote gazeux (N2) mais cette fois-ci en absence d’oxygène. Cette élimination de l'azote nécessite donc le plus souvent la conception de deux bassins séparés dans lesquels sont générées les conditions optimales de chacune des deux phases. De plus, ce type de traitement biologique s'avère coûteux en énergie d'aération pour la nitrification et surtout en apport de carbone nécessaire à l'étape de dénitrification.

L'utilisation d'anammox pour le traitement des eaux usées présenterait ainsi de nombreux avantages. En réalisant la transformation de l’ammoniaque en azote gazeux directement en une seule étape, elle permettrait de simplifier le procédé, d’accélérer le traitement et d'en abaisser considérablement le coût, notamment en économisant de l'énergie. L'apport d'oxygène au bassin peut-être réduit, les bactéries anammox n'ont pas besoin de carbone organique pour leur croissance et produisent moins de biomasse, ce qui réduit la masse de boues à éliminer en fin de traitement. Son utilisation est actuellement en cours d’expérimentation au niveau industriel...

Autres informations :     Filtre Nexus   -   Support Kaldnes   -  Complèment - source : Le procédé anammox

Voir les vidéo :

• sur le fonctionnement du médias Kaldnes K1 : (fichier mpg 5,38 Mo)

• sur l 'épuration avec le Kaldnes K1 : (fichier mpg 24,1 Mo en anglais)