L'Institut de génie hydraulique urbain et d'économie de l'eau et des déchets (ISWA) de l'Université de Stuttgart a mis en place dans sa station d'épuration expérimentale de Stuttgart-Büsnau une installation-pilote, dans laquelle peut être étudiée l'épuration par lit bactérien dans des conditions de températures élevées. Les résultats de ce projet, soutenu par le Ministère fédéral de l'enseignement et de la recherche (BMBF), pourraient permettre de développer dans les pays en développement cette technique d'épuration déjà largement utilisée dans les zones tempérées.
La technique du lit bactérien est l'une des plus anciennes méthodes de traitement des eaux usées. Elle consiste à faire couler l'eau à traiter au moyen d'un distributeur rotatif dans un bassin en béton muni de trous d'aération et rempli d'un matériau perméable. L'apport continu de nutriments permet la croissance de microorganismes. Ceux-ci adhérent à la surface du matériau de remplissage et forment un biofilm, à l'aide duquel les substrats organiques présents dans l'eau sont dégradés. Un apport illimité de nutriments peut cependant provoquer une prolifération du biofilm, ce qui peut conduire à des engorgements et à une réduction de l'aération. Se forment alors des zones d'anoxie à l'origine de mauvaises odeurs et d'une baisse de rendement. De fortes températures, qui accélèrent notamment la croissance des microorganismes, amplifient ce phénomène.
Les méthodes de dimensionnement des installations à lit bactérien utilisées en Europe et en Amérique sont calées sur des températures tempérées et ne prennent pas en compte les écarts climatiques. Si ces approches sont transférées dans les pays en développement à climat chaud, les stations deviennent surdimensionnées et chères. Pour combler cette lacune et étudier les techniques d'épuration sur lit bactérien en conditions chaudes, les scientifiques de l'ISWA ont mis en place un lit bactérien semi-industriel dans une chambre climatique. A l'aide d'échangeurs thermiques, la température de l'air est maintenue à 30°C et celle de l'eau à 25°C. Afin de comparer différents matériaux de remplissage, les chercheurs mènent parallèlement leurs expériences sur des scories et sur un matériau synthétique.
Pour analyser les résultats, les scientifiques ont comparé les courbes de rendement de l'installation expérimentale avec celles de stations allemandes de dimensionnement usuel. Ils ont, entre autres, constaté que la simple prise en compte de l'élimination du CO2 permet de réduire de 60% le volume de l'installation à lit bactérien, ce qui permet de construire des stations meilleur marché dans les pays à climat chaud. En outre, le procédé est simple, fiable, présente peu de pièces sujettes à l'usure, et est donc particulièrement bien adapté à une utilisation dans les pays en développement.
