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Abstrait
Comparaison de l'énergie et des performances du traitement des eaux usées par pile à combustible microbienne et par aération conventionnelle
Tyler Huggins, Paul H Fallgren, Song Jin et Zhiyong Jason Ren
La technologie des piles à combustible microbiennes (MFC) offre une alternative peu coûteuse au traitement conventionnel des eaux usées aérées. Cependant, il existe peu de comparaisons entre le traitement MFC et le traitement par aération utilisant de vraies eaux usées comme substrat. Cette étude tente de comparer directement l'efficacité du traitement des eaux usées et la consommation et la production d'énergie entre trois systèmes de réacteurs : un processus d'aération traditionnel, une configuration MFC immergée simple et un réacteur témoin agissant de manière similaire aux lagons naturels. Les résultats ont montré que les trois systèmes étaient capables d'éliminer > 90 % de la DCO, mais l'aération utilisait un temps plus court (8 jours) que le MFC (10 jours) et le réacteur témoin (25 jours). Par rapport à l'aération, le MFC a montré une efficacité d'élimination plus faible en cas de concentration élevée en DCO, mais une efficacité beaucoup plus élevée lorsque la DCO est faible. Seul le système d'aération a montré une nitrification complète pendant l'opération, reflétée par une élimination complète de l'ammoniac et une accumulation de nitrate. Les mesures des solides en suspension ont montré que le MFC réduisait la production de boues de 52 à 82 % par rapport à l'aération, et qu'il économisait également 100 % de l'énergie d'aération. De plus, bien qu'il ne soit pas conçu pour la production d'énergie à haute puissance, le réacteur MFC a montré un gain énergétique net de 0,3 Wh/g DCO/L ou 24 Wh/m3 (eaux usées traitées) dans la production d'électricité. Ces résultats démontrent que la technologie MFC pourrait être intégrée dans les infrastructures de traitement des eaux usées pour assurer la qualité des effluents et réduire les coûts d'exploitation.