S.19 Traitement par fermentation lactique (technologie émergente)

La fermentation lactique est une solution de traitement biologique utilisant des bactéries lactiques qui ont la capacité de former des quantités importantes d’acide lactique et ainsi d’aider à inactiver les agents pathogènes dans les boues de vidange. Ces bactéries sont faciles à acquérir et peuvent être obtenues à partir de mélasse, de lait et de boissons probiotiques.

L’acide lactique, sous sa forme dissociée, peut pénétrer les membranes cellulaires et inactiver et détruire les agents pathogènes. L’inactivation est déclenchée lorsque la concentration atteint environ 20 à 30 g d’acide lactique par litre de boues de vidange. Cela correspond à une baisse du pH, sachant qu’un milieu avec un pH < 4 entraîne la destruction des agents pathogènes.

Mesure de l’acidité ou de l’alcalinité d’une substance. Un pH inférieur à 7 indique qu’il est acide, un pH supérieur à 7 indique qu’il est basique (alcalin).

Considérations sur la conception

Il est recommandé de réaliser ce traitement de manière séquentielle dans des réservoirs étanches (réservoir rigide ou souple) dont la taille dépend de la quantité et de la fréquence des boues produites. Les bactéries lactiques sont cultivées dans un inoculum avant d’être mélangées aux boues fraîches. L’inoculum préparé pour la première séquence est constitué d’un mélange de lait (99,8 %) et de bactéries lactiques provenant par exemple de Yakult (0,02%), conservé à température ambiante pendant 48 heures. Pour les séquences suivantes, un échantillon de boues traitées peut être utilisé comme inoculum. Afin d’activer le processus biologique, l’inoculum est d’abord introduit dans le réservoir à hauteur de 10 % du poids total des boues humides. Ces dernières sont injectées dans le réservoir à l’aide d’une pompe et recirculées pour obtenir un mélange homogène de boues fraîches et d’inoculum. Les boues sont ensuite stockées pendant une période de 2 semaines avec une surveillance quotidienne du pH pour s’assurer de la production de boues hygiénisées

Mesure de l’acidité ou de l’alcalinité d’une substance. Un pH inférieur à 7 indique qu’il est acide, un pH supérieur à 7 indique qu’il est basique (alcalin).

Matériaux

Le traitement par fermentation lactique nécessite un réservoir, de préférence fermé de façon étanche, car le travail des bactéries lactiques est renforcé dans des conditions anaérobies. Ces bactéries sont toutefois aéro-tolérantes, ce qui fait que des réservoirs ouverts peuvent être utilisés s’il n’y a pas de matériel étanche disponible. Pour obtenir un mélange homogène dans la cuve, une pompe de recirculation est nécessaire. Le type de pompe dépend de l’épaisseur des boues : on peut utiliser une pompe à membrane pour les boues liquides alors qu’il est nécessaire de se servir d’une pompe à vis ou d’une pompe à vide pour les boues plus épaisses. Il faut également s’approvisionner en lait et en boisson probiotique pour préparer la mélasse à base de ferments lactiques. Un kit d’analyse d’eau est également nécessaire pour surveiller le niveau de pH et la quantité d’agents pathogènes.

Mesure de l’acidité ou de l’alcalinité d’une substance. Un pH inférieur à 7 indique qu’il est acide, un pH supérieur à 7 indique qu’il est basique (alcalin).

Contexte

Le traitement par fermentation lactique est considéré comme une technologie émergente qui a peu été utilisée dans les situations d’urgence. Cependant, les résultats de projets et d’études pilotes sont encourageants et de plus en plus de données semblent indiquer que cette technologie peut être une option de traitement appropriée dans la phase de réponse aiguë d’une urgence en raison de sa rapidité (environ deux semaines), de la simplicité relative du processus et de l’utilisation de matériaux facilement disponibles. Cette technologie peut être appliquée comme solution de traitement décentralisé pour les latrines à fosse et à tranchée S.1 , S.3 et S.4 .

Fonctionnement et entretien

Un entretien régulier des pompes est nécessaire, notamment en raison de la nature corrosive des boues traitées. Pour chaque nouvelle introduction de boues, une certaine quantité de boues du lot précédent doit rester dans le réservoir du réacteur afin d’y inoculer les bactéries lactiques.

Santé et sécurité

La mélasse, le lait ou les bactéries lactiques ne présentent aucun risque significatif pour la santé. Toutefois, il faut quand même envisager de porter un équipement de protection individuelle approprié lors de la manipulation des boues traitées, car le produit final peut encore contenir des agents pathogènes s’il n’est pas suffisamment bien traité.

Coûts

Le traitement par fermentation lactique peut être considéré comme une solution de traitement relativement bon marché. Les coûts peuvent varier en fonction de la disponibilité et du prix des matériaux locaux. Pour traiter 1 m3 de boues fécales, une quantité initiale de 100 L de lait et 200 mL de boisson probiotique est nécessaire. Pour les lots suivants, les boues traitées peuvent être utilisées comme inoculum.

Aspects sociaux

Les opérateurs doivent être formés pour assurer le bon fonctionnement de la technologie et porter l’équipement de protection individuelle lors de toute intervention.

Critères de décision clés

Produits entrants

Eaux noires
Boues

Produits sortants

Boues

Phase d'urgence

Réponse aiguë + +
Stabilisation +

Caractéristiques des sols

Peu contraignantes

Niveau d’application

Voisinage + +

Avec et sans usage d’eau

Sans usage d’eau

Niveau de gestion

Public + +

Complexité technique

Moyenne

Espace requis

Faible

Objectifs et caractéristiques clés

Élimination des agents pathogènes. Réduction des risques sanitaires immédiats.

Forces et faiblesses

  • Destruction élevée des agents pathogènes (élimination de 6 logs d’E. coli, c’est-à-dire que le nombre d’agents pathogènes est divisé par 1 million)
  • Procédé simple qui utilise des matériaux facilement disponibles : mélasse et bactéries lactiques
  • Les boues produites ont une teneur élevée en acide lactique (30 g/L) et peuvent être utilisées comme inoculum pour les lots suivants
  • Durée moyenne du traitement ≈ 2 semaines (15 jours
  • Processus biologique, donc sensible aux conditions environnementales
  • Des températures élevées sont requises (30 °C optimum)
  • Les boues produites sont acides (pH 4)
  • Aucune stabilisation ne se produit et un traitement supplémentaire des boues est nécessaire
arrow_upward