Membres de l'Université de Turku, avec la participation de leurs collègues de la Faculté de biologie de l'Université d'État Lomonossov de Moscou, ont prouvé que dans les conditions nordiques, les eaux usées pourraient être traitées à l'aide de microalgues, tandis que la biomasse algale est adaptée à la transformation en biocarburant. Les scientifiques ont présenté leur technique optimisée pour éliminer les composés organiques, l'azote et le phosphore des eaux usées dans le journal Recherche sur les algues .
Les gens utilisent des étangs d'algues pour le traitement des eaux usées depuis l'Antiquité. Il était particulièrement populaire dans les pays très ensoleillés mais dépourvus d'installations de traitement fixes. En Inde, les étangs d'algues sont utilisés pour le traitement des eaux usées communautaires, mais personne ne sait précisément quand ils ont émergé. Guillaume Oswald, le pionnier du biotraitement des eaux usées algales, développé une base scientifique solide pour cette technique il y a plus de 50 ans. Au cours de la dernière décennie, les technologies vertes de traitement des eaux usées ont suscité une attention considérable, résultant en des dizaines d'articles universitaires publiés chaque année.
Les scientifiques distinguent deux types de systèmes de culture de microalgues :ouverts (étangs, lagunes) et fermées (photobioréacteurs). En raison de la complexité technique et du coût élevé, les photobioréacteurs n'ont pas été pris en compte pour le traitement des eaux usées. Les biologistes russes, avec leurs collègues de l'Université de Turku (Finlande), a mené des recherches pionnières sur l'optimisation d'une méthode basée sur des photobioréacteurs dans des conditions nordiques.
Les photobioréacteurs sont des récipients fermés abritant une suspension cellulaire de microalgues, où les conditions requises sont maintenues. Des paramètres tels que l'éclairage uniforme, température et concentration constantes de dioxyde de carbone, l'oxygène et les produits chimiques nutritionnels fournissent l'environnement nécessaire. Une agitation constante est également nécessaire - la suspension doit être agitée à une vitesse qui empêche la sédimentation des cellules. Les photobioréacteurs diffèrent par leur forme et leur construction, y compris la plaque, formes tubulaires et hélicoïdales.
L'efficacité du traitement des eaux usées est vérifiée par des spécialistes de la sortie du photobioréacteur. Il existe deux caractéristiques d'efficacité :la complétude de l'élimination du polluant et son taux.
Les scientifiques ont utilisé Chlorella vulgaris UHCC0027, une souche de microalgue isolée dans le sud-ouest de la Finlande, son habitat naturel. Les photobioréacteurs avec de telles algues pourraient fonctionner sans chauffage supplémentaire puisque tous les processus biologiques se déroulent efficacement à l'intérieur du système à température ambiante. C'est le principal résultat de la recherche.
Biologiste Alexei Solovchenko, l'un des participants à la recherche, dit, "Le principe directeur appliqué pour obtenir et choisir des souches à des fins de biotraitement est très simple. Les organismes les plus prometteurs sont souvent isolés des installations de traitement et des territoires environnants. Il était curieux qu'une algue de la collection nordique se soit révélée digne dans le processus de recherche . Toutefois, une communauté d'algues indigènes des mêmes eaux usées a finalement correspondu à la monoculture d'algues dans l'efficacité du traitement.:
De plus, la biomasse de microalgues poussant dans les eaux usées s'est avérée appropriée pour la conversion en biodiesel avec un minimum d'amendement. Sur la base des connaissances acquises, les chercheurs pourraient concevoir des biotechnologies plus avancées pour le traitement des eaux usées et la production de biocarburants dans les conditions nordiques.
Solovchenko dit, « Les entreprises considèrent le biotraitement des algues comme très prometteur. Par exemple, notre projet a été réalisé sur la base d'une firme commerciale finlandaise, s'occupant professionnellement du traitement des eaux usées. Ses membres ont également participé à nos travaux. Ce qui est important, c'est que nous ayons obtenu des résultats assez justes, en utilisant des eaux usées municipales pures prélevées sur le réseau de Turku et non des eaux usées d'environnements modèles, qui est appliqué dans la plupart des études.
