La science
Hydrolyse enzymatique de solides organiques. C'est tout le mécanisme.
Le travail de réduction des boues consiste en des enzymes qui décomposent la matière organique en molécules plus petites qui peuvent être métabolisées. Tout le reste – sélection des souches, format, dose, saison – sert à produire ces enzymes au bon endroit et à la bonne température.
01Le mécanisme
Quatre maillons dans une chaîne.
L'organisme · Bacillus, micrographie lumineuse teintée. Les cellules en forme de bâtonnets et les chaînes courtes constituent le genre sporulé qui sécrète les protéases, les lipases, les amylases et les cellulases dont dépendent les quatre maillons – et qui survivent au séchage, c'est pourquoi les deux formats principaux sont secs.
Les enzymes font le travail
Des travaux publiés montrent que les mélanges de protéase, de cellulase et de lipase réduisent le total des matières en suspension de 30 à 50 pour cent et améliorent la décantation. La protéase plus la cellulase surpassent chacune des deux, et la lipase augmente encore l'effet.
Bacillus fabrique les enzymes
Le genre Bacillus est la source bactérienne la plus importante de ces enzymes, en particulier des protéases. C’est pourquoi il constitue l’épine dorsale de pratiquement tous les produits sérieux de cette catégorie.
Bacillus sporule
Il survit au séchage essentiellement intact. Pour ce travail spécifique, les organismes qui font le travail sont précisément ceux qui sèchent le mieux, donc un format sec ne coûte rien biologiquement.
Le format doit couler
Un liquide appliqué en surface se disperse dans la colonne d’eau. Un solide qui coule est conçu pour tomber à travers celui-ci et se libérer au niveau ou à l'intérieur de l'interface des boues, qui est l'endroit où se trouve réellement la cible.
02Organismes et format
L'organisme dont vous avez besoin détermine quel format est même possible.
Ce tableau est la chose la plus utile sur cette page. C’est également la raison pour laquelle une gamme de produits secs uniquement ne peut structurellement pas répondre à un permis d’azote.
| Groupe d'organismes | Ce que cela fait au matériel | Survit au séchage ? | Conséquences du format |
|---|---|---|---|
| Bacillus sporulants — subtilis, licheniformis, amyloliquefaciens, pumilus, megaterium | Digestion organique en vrac. Protéases, lipases, amylases et cellulases agissant sur les solides volatils. | Oui, facilement | Libre choix du format. Ceux-ci réalisent les travaux de réduction des boues de base. |
| Nitrifiants – Nitrosomonas, Nitrobacter | Oxydation de l'ammoniac et des nitrites. Directement pertinent pour la conformité aux permis d’azote. | Non | Liquide uniquement. Durée de conservation d'environ douze mois, emballage opaque ou réfrigération. |
| Pseudomonas et hétérotrophes à Gram négatif similaires | Dégradation des matières organiques spécifiques plus récalcitrantes. | Mal | Liquide fortement préféré. |
| Bactéries photosynthétiques et violettes sans soufre | Diversité métabolique dans les zones anaérobies ; chimie des sulfures. | Non | Liquide uniquement. |
03Le problème de livraison
Amener les organismes au fond est la partie la plus difficile, et elle est sous-étudiée.
Une lagune peut avoir une profondeur de six à quinze pieds avec une couche de boues au fond. Les organismes appliqués à la surface doivent y descendre, survivre au voyage et rester en place suffisamment longtemps pour fonctionner. C’est le problème central d’ingénierie de la catégorie et il est beaucoup moins étudié que ne le laisse penser le marketing.
La littérature évaluée par des pairs identifie systématiquement trois modes de défaillance dominants pour les cellules introduites librement en suspension : le lessivage avec les effluents, la prédation par les protozoaires et l'exclusion compétitive de la communauté résidente. La limnologie standard ajoute que les masses d'eau non mélangées se stratifient et que les gradients de densité limitent les échanges entre les couches de surface et de fond.
Vous ne pouvez pas faire couler un liquide. Un comprimé, une rondelle ou une particule porteuse est conçu pour tomber à travers la colonne d'eau et se libérer au niveau ou à l'intérieur de l'interface des boues. Lorsque l’objectif est une couche de boues posée sous six à quinze pieds d’eau, il s’agit d’un avantage de livraison qu’aucune reformulation de liquide ne peut égaler – c’est pourquoi au moins une douzaine de fabricants indépendants ont convergé vers des formats coulants ou basés sur un support au cours de deux décennies.
04Comment évaluer un fournisseur
La question des achats, presque personne ne la pose.
Presque tous les nombres de cellules publiés dans cette catégorie sont mesurés lors de la fabrication. Presque personne ne déclare un décompte garanti au fin de durée de conservation — qui est le chiffre qui compte pour l'opérateur qui applique le produit dix-huit mois après sa fermentation.
Demandez les deux chiffres, et demandez que le numéro de fin de conservation soit contractuel. Il s’agit d’une demande raisonnable, elle différencie les fabricants sérieux des emballeurs, et très peu de fournisseurs la mettront par écrit.
Pendant que vous y êtes, considérez le nombre de cellules par gramme comme un indicateur faible des performances. Ce qui atteint les boues est la concentration multipliée par la dose, donc un bloc de quatre milliards de CFU par gramme appliqué à trente livres fournit bien plus d'organismes qu'un comprimé de dix milliards de CFU par gramme appliqué à cinq onces. Aucune des deux figures ne vous indique quelles espèces sont présentes, quelles enzymes elles produisent ou si elles survivent à la descente. Utilisez le nombre de cellules pour éviter d'acheter quelque chose de manifestement faible, et non pour choisir un gagnant.
05Allez plus loin
La bibliothèque de référence sous cette page.
Chaque lien est un article plus long, ancré dans la littérature, sur une partie de ce que résume cette page : le mécanisme et l'organisme, le problème d'administration, les conditions dont les organismes ont besoin, les preuves publiées et la ligne réglementaire. Chacun ferme avec ses sources.
Mécanisme
Comment la bioaugmentation réduit les boues
Organisme
Bacillus dans le traitement des eaux usées
Format
Spores, séchage et durée de conservation
Acheminement
Amener les bactéries jusqu'à la couche de boues
Conditions
Température, oxygène et pH
Conditions
Brassage, aération et bioaugmentation
Preuve
Ce que les études enzymatiques contrôlées ont mesuré
Preuve
Preuves de terrain, pondérées par la provenance
Réglementaire
Les bactéries réductrices de boues sont-elles un pesticide ?
Vous préférez les sources primaires ? La page de littérature scientifique est une bibliographie citée de recherches marquantes sur les bactéries dans les eaux usées et sur la réduction des boues, de 1914 à aujourd'hui, chaque entrée étant résumée.
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