Traitement des eaux usées domestiques par biodénétrification : effet du nitrate

III. LA NITRIFICATION ET LA DENETRIFICATION BIOLOGIQUE

III.1. LA NITRIFICATION BIOLOGIQUE

La nitrification est un processus contrôlé par l'action de certains micro-organismes spécifiques, qui conduit à la transformation de l'ammoniaque ou de l'ammonium en nitrate, c'est à dire la conversion biologique de la forme réduite, NH₄⁺, NH₃ en la forme oxydée NO₃^-

Cette transformation est effectuée par les bactéries autotrophes nitrifiantes, en présence d'oxygène, est se divise en deux étapes :

Nitritation : c'est l'oxydation de l'ammonium en nitrites, il est réalisé par des bactéries nitreuses, Nitrosomonas en particulier, mais également Nitrosococcuset Nitrospira.

La réaction de Nitritation est décrite par l'équation suivante :

251657216NH₄? + 1,5 O₂ NO₂ + 2H? + H₂O

Nitratation : c'est l'oxydation de nitrite en nitrate, est se fait par des bactéries nitriques du genre Nitrobacter.

La réaction de Nitratation est décrite par l'équation suivante :

NO₂ + 0,5 O₂ NO₃

Plusieurs facteurs influencent la nitrification, notamment la disponibilité du substrat, la concentration d'oxygène dissous, la température, le pH. Pour lesquels il existe une limite de tolérance et un optimum. En plus la nitrification est inhibée par une large variété de composés. On peut citer notamment les métaux lourds (comme le cuivre, le nickel, le cobalt, le zinc et le chrome), les amines, les phénols, les composés sulfurés, chlorés et les composés cycliques azotés. Cependant, tous ces composés ne sont pas inhibiteurs aux mêmes concentrations et il faut noter que les micro-organismes nitrifiants possèdent une forte capacité d'adaptation (Martin, 1979).

III.2. LA DÉNITRIFICATION BIOLOGIQUE

La dénitrification biologique est un procédé qui consiste à la réduction du nitrate en azote gazeux avec la formation des composés intermédiaires tels que le nitrite, l'oxyde nitrique et l'oxyde nitreux en conditions anoxies. La réaction de la dénitrification peu se résumé de la façon suivant :

251659264251662336251661312251660288NO₃ NAR NO₂ NIR NO NOR N₂O N₂OR N₂

Nitrate Nitrite oxyde nitrique oxyde nitreux Azote gazeux

Chaque étape étant catalysée par une enzyme particulière (Schwartzbrod et Martin, 1985)

NAR : nitrate réductase

NIR : nitrite réductase

NOR : oxyde nitrique réductase

N₂OR : oxyde nitreux réductase

La dénitrification est aussi un mode respiratoire qui permet aux bactéries anaérobies facultatives d'utilisé l'oxygène des nitrates comme accepteur final d'électron dans les réactions d'oxydation des substances organiques ou substances minéral via le nitrate réductase.Dans les réactions hétérotrophes, les bactéries intervenantes utilisent le carbone organique pour leur synthèse cellulaire. Cette réaction peu se résumé de la façon suivante :

251664384

Matière organique + Bactéries NO3Nouvelles Bactéries + N2 + H2O + CO2

La dénitrification est effectue par des bactéries notamment celle qui appartiennent au genre des Pseudomonas et des Alcaligenes.Cependant, des bactéries d'autres genres peuvent aussi intervenir Achromobacter, Aerobacter, Bacillus, Micrococcus, Paracoccus (Knowles, 1982).L'activité et la croissance des bactéries dénitrifiantes est influencés par beaucoup des facteurs, notamment la concentration d'oxygène, qui doit être nul pour que la dénitrification aura lieu, aussi la température, le pH, la charge organique.