WO2009031004A2 - Procédé de bioremédiation de sols et/ou d'eaux contaminés par des composés organiques et/ou inorganiques - Google Patents

Procédé de bioremédiation de sols et/ou d'eaux contaminés par des composés organiques et/ou inorganiques Download PDF

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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/006—Regulation methods for biological treatment

Definitions

  • the present invention relates to a method relating to the bioremediation of soils contaminated with organic and / or inorganic compounds comprising the addition to the contaminated soil of a natural substrate containing nutrients, the anaerobic rest of said soil with control of the potential of oxidation, moisture content of the field capacity and temperature, and aeration of these.
  • the invention also includes the method of bioremediation of surface or ground water contaminated with organic and / or inorganic compounds, as well as the method of bioremediation of contaminated soils, since the natural substrate containing nutrients added to said soils reaches the aquifer. phreatic and / or aquifer contaminated by organic and / or inorganic compounds leading to the bioremediation of these waters.
  • Aromatic and non-aromatic hydrocarbons and heavy metals are harmful to human health and the environment. Because of this, various regulations have been established for preventive or corrective purposes. Thus, the demand for decontamination or bioremediation of these environments is increasing.
  • the present invention is based on the biodegradation technique in which the organic and / or inorganic, organohalogenated and / or heavy metal compounds present in the samples of residues, soils and / or contaminated waters are bioconverted into harmless compounds.
  • soil used here in a generic way, includes structures sandy, clay, rock and combinations, as well as sediment and sludge.
  • Such a method can be applied, in particular, to contaminated soils and / or waters, including petroleum residues, such as oils, greases, total petroleum hydrocarbons (TPH), aromatic and nonaromatic hydrocarbons in general, residues containing metals. heavy residues, residues containing agrotoxics and pesticides in general and residues containing organohalogen compounds.
  • petroleum residues such as oils, greases, total petroleum hydrocarbons (TPH), aromatic and nonaromatic hydrocarbons in general, residues containing metals.
  • Such a process can in particular be used for the bioremediation of the following organochlorine compounds: Hexachlorobenzene; 1,2,3,4
  • the process according to the invention allows the application of bioremediation to the soil and / or contaminated water without presenting the disadvantages of the known processes.
  • the present invention allows the decontamination of soils and / or waters contaminated with extremely stable, persistent and recalcitrant organic and inorganic compounds, such as hexachlorobenzene, chlorophenols, polychlorinated biphenyls (PCBs), lindane, benzene and hexavalent chromium. .
  • organic and inorganic compounds such as hexachlorobenzene, chlorophenols, polychlorinated biphenyls (PCBs), lindane, benzene and hexavalent chromium.
  • Another advantage of this process is the ability to treat contaminated soils and / or waters with high amounts of organic and / or inorganic substances.
  • Yet another advantage of said method is that, the degradation half-life of said contaminants being low, it can be, then, be applied in different places and scales.
  • the bioremediation process is based on the biodegradation technique whereby soil and / or water contaminants are bioconverted to harmless compounds, in degradation half-life times significantly lower than the values referenced in FIG. the specialized literature and in the prior art.
  • the present invention is thus feasible both technically and economically for the treatment of large quantities of soil and / or contaminated water.
  • microorganisms useful in the process according to the present invention include microorganisms, namely aerobic, anaerobic and facultative indigenous microorganisms. These micro-organisms are known by the technicians, who can be consulted in different Collections of Type Cultures.
  • microorganisms when stimulated under the conditions of the process according to the present invention, multiply rapidly, resulting in a reduced bioconversion time. Furthermore, the process according to the present invention is extremely advantageous, causing degradation and / or transformation of organic and / or inorganic compounds present in the contaminated soil and / or water at acceptable environmental levels.
  • the present invention relates to a contaminated soil bioremediation process comprising at least the following steps:
  • the method comprises the alternation between one or more cycles of anaerobic and / or aerobic treatment, that is to say several cycles comprising at least steps (a) to (c), or only steps (b) and (vs).
  • the process comprises a natural substrate containing nutrients comprising substances of plant and / or animal origin.
  • the process in question comprises a natural substrate containing plant-derived nutrients including splinters, pieces and / or remnants of wood, sawdust, sugarcane bagasse, vegetation remains and / or vegetable cakes.
  • the method includes a natural substrate containing 30 animal nutrients comprising sludge and / or manure from animals, such as cattle manure, of collars and volatile, including chicken droppings, fresh or not .
  • the method comprises a natural substrate containing nutrients that can be added to the contaminated soils in solid and / or liquid form. Even more particularly, the method comprises a natural substrate containing nutrients of animal origin, comprising sludge and / or animal manure, added to the soil in solid form.
  • the method comprises a natural substrate containing nutrients of animal origin, including sludge and / or animal manure, added to the soil in liquid form.
  • the process comprises a natural substrate containing nutrients of animal origin, comprising sludge and / or animal manure, added to the soil in solid and / or liquid form.
  • the process can be carried out in situ and / or ex situ.
  • the contaminated soil bioremediation process comprising a natural substrate containing nutrients added to said soil, reaches the water table and / or aquifer contaminated with organic and / or inorganic compounds, resulting in the bioremediation of these waters.
  • the process for bioremediation of surface or groundwater contaminated with organic substances comprises the direct or indirect addition to said waters of a natural substrate containing nutrients comprising substances of plant and / or animal origin.
  • the process for bioremediation of surface or underground water comprises the direct or indirect addition to said waters of a natural substrate containing nutrients comprising substances of animal origin.
  • the method of bioremediation of surface or underground water comprises the direct or indirect addition to said waters of a natural substrate containing nutrients comprising substances of animal origin such as sludge and / or animal manure.
  • the method for bioremediation of surface or underground water comprises the addition to said waters of a natural substrate. containing nutrients containing substances of animal and / or plant origin in solid and / or liquid form.
  • the contaminated soil bioremediation process comprises a mixture of natural substrate containing nutrients added to the contaminated soil, in a proportion of approximately 5% to 95%, by weight of contaminated soil.
  • the contaminated soil bioremediation process comprises a mixture of natural substrate containing nutrients added to the contaminated soil, in a proportion of approximately 30% to 70% by weight of contaminated soil.
  • the bioremediation process comprises the addition of a nitrogen source.
  • the bioremediation process comprises a nitrogen source comprising organic and / or inorganic nitrogen.
  • the bioremediation process comprises inorganic nitrogen comprising ammonium nitrate, ammonium sulphate, ammoniacal nitrogen, nitrite and / or their mixtures.
  • the bioremediation process comprises the additional addition of micronutrients, macronutrients and / or aditifs.
  • the bioremediation process comprises additives comprising acids, oxides, peroxides, surfactants, surfactants and / or alkaline substances.
  • the contaminated soil bioremediation process comprises an anaerobic resting step being performed, with a redox potential of less than approximately - 50 mV.
  • the bioremediation process considers a pH of approximately between 2 and 12. More preferably, the bioremediation process considers a pH of approximately 7 to 10.
  • the bioremediation process considers a pH obtained by addition of calcium carbonate, dolomitic limestone and / or rock phosphate.
  • the bioremediation process comprises a further addition of microorganisms.
  • the process for bioremediation of contaminated water and / or soil comprises, as organic contaminants, organohalogen compounds.
  • the process for bioremediation of contaminated water and / or soil comprises, as contaminants, oxyhalogen compounds and / or heavy metals and / or their complexes and / or their salts and / or their mixtures.
  • said invention also comprises a natural substrate in liquid and / or solid form containing nutrients comprising substances of plant and / or animal origin.
  • the invention in question comprises the use of said substrate in a process for bioremediation of water and / or soil contaminated with organic and / or inorganic compounds.
  • the invention relates to the composition containing a substrate of animal and / or plant origin in liquid and / or solid form comprising nutrients for use in the method of bioremediation of waters and / or soils contaminated with organic compounds. and / or inorganic.
  • the invention relates to the composition in liquid and / or solid form containing a substrate of animal and / or plant origin containing nutrients for use in the method of bioremediation of water and / or soil contaminated with organic and / or inorganic compounds.
  • the invention in question relates to the composition in liquid and / or solid form comprising a substrate of animal and / or plant origin containing nutrients for use in the method of bioremediation of water and / or soil contaminated with organic and / or inorganic compounds.
  • the method according to the present invention further comprises the addition of a source of nitrogen to the soil and / or water to be treated.
  • nitrogen source is meant, according to the present invention, mineral nitrogen.
  • said nitrogen source may be one of the following: ammonium nitrate, ammonium sulfate, ammoniacal nitrogen, nitrite and mixtures thereof.
  • the additional addition of nitrogen source can be realized when it is desired to rapidly reduce the content of organic and / or inorganic soil and / or water, that is to say, the method becomes even faster due accelerated bioconversion of organic and / or inorganic matter.
  • micronutrients and / or macronutrients and / or additives there is an additional addition of micronutrients and / or macronutrients and / or additives, to make the contaminants more available to the degradation carried out by the microorganisms.
  • additives mention may be made of: acids, oxides, peroxides, surfactants, surfactants and alkaline substances.
  • the method according to the present invention for soils, further comprises an anaerobic resting step, this being understood as the degradation of organic and / or inorganic contaminants under anaerobic conditions.
  • the favorable conditions for the development of the indigenous microorganisms to effect the degradation of the organic and / or inorganic fraction in the process according to the present invention comprise, inter alia, the control of the parameters of temperature, oxidation-reduction potential, moisture content and pH.
  • the oxidation-reduction potential should reach a value of less than approximately 0 mV, preferably less than -50 mV, until the substantial degradation of the contaminants has occurred.
  • the maintenance of the redox potential at the values indicated is particularly advantageous for the efficient practice of the process according to the present invention.
  • the redox potential can be maintained by the addition of reducing agents, such as organic acids and / or their salts.
  • the moisture content must be adjusted according to the soil to be bioremediate, that is to say, it depends on the water holding capacity (CRA) of said soil.
  • CRA water holding capacity
  • the water content must be advantageously adjusted so as to obtain a wet mixture without being considerably pasty.
  • the moisture content is between approximately 20% and 100% of the field capacity.
  • water or leachate or percolation liquids can be added to adjust the moisture content.
  • pH In relation to pH, more suitable values are between approximately 7 and 10. Such pH values can be adjusted by means of pH corrections known to the technician.
  • these substances include buffering and neutralizing agents.
  • the pH is obtained by addition of calcium carbonate, dolomite limestone, rock phosphate or a mixture thereof.
  • the aeration step according to the present invention can be carried out by any suitable method including mechanical and / or physical agents.
  • suitable method including mechanical and / or physical agents.
  • the bioremediation process according to the present invention comprises one or more anaerobic-aerobic cycles, until the decontamination is complete.
  • said decontamination is achieved through cycles with duration between 1 week and 5 months.
  • the anaerobic stage has a duration between 1 and 3 months and the aerobic stage has a duration between 2 weeks and 1 month.
  • the bioremediation process according to the present invention comprises the additional addition of anaerobic microorganisms.
  • said additional microorganisms include any microorganism known to the technician in the field, native or non-native to be bioremedied.
  • the natural organic substrate is added, consisting of chicken droppings and sawdust, in the proportions mentioned in Table 1, and the homogenization of the mixture carried out, under appropriate reaction conditions of moisture content, pH and aeration, resulting in a favorable oxidation-reduction potential, although the development of indigenous microorganisms.
  • the oxidation-reduction potential has reached values above 50 mV, keeping the field water holding capacity of the mixture between approximately 40% and 65%.
  • the field water holding capacity of the mixture was maintained between approximately 40% and 70%; the redox potential of less than 0 mV and the temperature of between approximately 20 ° C. and 70 ° C.
  • a treatment cell 400 kg of contaminated soil of 2% organochlorines, mainly hexachlorobenzene (HCB), and natural organic substrate consisting of chicken thread and sawdust were added in the proportion 20% w / w. Then, the homogenization of the mixture was carried out in the own cell and a temperature measuring probe was installed for monitoring the biological activity of the process.
  • organochlorines mainly hexachlorobenzene (HCB)
  • natural organic substrate consisting of chicken thread and sawdust
  • Organic organic made of chicken leaven and sawdust.
  • Example 3 carried out in situ, tests were carried out to verify the impact on the degradation of organochlorine compounds present in the contaminated water table under the cells, over an area of approximately 2,000 m 2 , due to percolation of the natural organic substrate in liquid form.

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Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé relatif à la bioremédiation de sols contaminés par des composés organiques et/ou inorganiques comprenant l'addition au sol contaminé d'un substrat naturel contenant des nutriments, le repos anaérobie dudit sol avec contrôle du potentiel d'oxydoréduction, du taux d'humidité de la capacité de champ et de la température, et l'aération de ceux-ci. L'invention comprend encore le procédé de bioremédiation d'eaux superficielles ou souterraines contaminées par des composés organiques et/ou inorganiques, ainsi que le procédé de bioremédiation de sols contaminés étant donné que le substrat naturel contenant des nutriments additionné aux dits sols atteint la nappe phréatique et/ou aquifère contaminées par des composés organiques et/ou inorganiques entraînant la bioremédiation de ces eaux.

Description

"PROCÉDÉ DE B1OREMÉDIATION DE SOLS ET/OU D'EAUX CONTAMINÉS PAR DES COMPOSÉS ORGANIQUES ET/OU INORGANIQUES"
La présente invention se rapporte a un procédé relatif à la bioremédiation de sols contaminés par des composés organiques et/ou inorganiques comprenant l'addition au sol contaminé d'un substrat naturel contenant des nutriments, le repos anaérobie dudit sol avec contrôle du potentiel d'oxydoréduction, du taux d'humidité de la capacité de champ et de la température, et l'aération de ceux-ci. L'invention comprend encore le procédé de bioremédiation d'eaux superficielles ou souterraines contaminées par des composés organiques et/ou inorganiques, ainsi que le procédé de bioremédiation de sols contaminés étant donné que le substrat naturel contenant des nutriments additionné aux dits sols atteint la nappe phréatique et/ou aquifère contaminées par des composés organiques et/ou inorganiques entraînant la bioremédiation de ces eaux.
Les sols et les eaux contaminés par des agrotoxiques, des pesticides et, notamment, par des composés organochlorés, ainsi que les sols contaminés par des pétroles et/ou leurs dérivés et/ou leurs distillés, tels que huiles et graisses, hydrocarbures de pétrole totaux, hydrocarbures aromatiques et non aromatiques, ainsi que des métaux lourds, sont nocifs à la santé humaine et à l'environnement. En raison de cela, diverses réglementations ont été établies dans un but préventif ou correctif. Ainsi, la demande de décontamination ou bioremédiation de ces milieux s'accroit.
Différents procédés de traitement de sols et d'eaux, tels que l'incinération, la désorption thermique et le traitement chimique, sont appliqués. De tels procédés présentent des résultats techniques et/ou économiques qui ne sont pas souvent satisfaisants. En outre, dans nombre de lieux contaminés, l'application de ces techniques se montre inappropriée et/ou irréalisable, notamment en présence de grands volumes de matière contaminée.
Par ailleurs, diverses technologies de bioremédiation sont étudiées et divulguées, ayant pour but la décontamination et la récupération appropriées des sols et/ou eaux contaminés. Cependant, ces technologies ne présentent pas de résultats significatifs en ce qui concerne, surtout, la dégradation de composés organiques et/ou inorganiques, notamment dans le cas de grands volumes de matière contaminée.
De plus, les objectifs de bioremédiation ne sont pas toujours atteints, soit que la décontamination n'est pas complète et/ou soit que le temps de dégradation est très élevé.
La présente invention se base sur la technique de biodégradation selon laquelle les composés organiques et/ou inorganiques, organohalogénés et/ou métaux lourds, présents dans les échantillons de résidus, sols et/ou eaux contaminés, sont bioconvertis en composés inoffensifs.
Le terme « sol » ici employé d'une façon générique, comprend des structures sableuses, argileuses, rocheuses et ses combinaisons, ainsi que des sédiments et des boues.
Un tel procédé peut être appliqué, notamment, aux sols et/ou eaux contaminés pan des résidus de pétrole, tels que des huiles, graisses, hydrocarbures totaux de pétrole (TPH), hydrocarbures aromatiques et non aromatiques en général, des résidus contenant des métaux lourds, des résidus contenant des agrotoxiques et des pesticides en général et des résidus contenant des composés organohalogénés.
Un tel procédé peut notamment être utilisé pour la bioremédiation des composés organochlorés suivants : Hexachlorobenzène; 1,2,3,4-
Tétrachlorobenzène; Hexachlorobutadiène; Chlorométhane;
Pentachlorophénol; 1 ,2,4,5-Tétrachlorobenzène, Pentachlorobenzène,
Hexachloroéthane, Chlorobenzène, 1 ,1,1,2-Tétrachloroéthane, Chlorure de vinyle, 2-Chlorotoluène, Chlorure de Méthylène, Octachlorostyrène, A- Chlorotoluène, trans-1 ,2-Dichloroéthylène, 1,1,2,2-Tétrachloroéthane, 1 ,1-
Dichloroéthane, 1,2,3-Trichloropropane, 2,2-Dichloropropane, 1,3-
Dichlorobenzène, cis-1 ,2-Dichloroéthylène, 1 ,2-Dichlorobenzène, 1 ,4-
Dichlorobenzène, 1,1,1-Trichloroéthane, Tétrachlorure de carbone,
Chloroforme, 1 ,2,3-Trichlorobenzène, 1 ,2,4-Trichlorobenzène, 1,1- Dichloropropène, 1 ,3-Dichloropropane. Ainsi, le procédé selon l'invention permet l'application de bioremédiation aux sols et/ou d'eaux contaminés sans présenter les désavantages des procédés connus.
De plus, la présente invention permet la décontamination de sols et/ou d'eaux contaminés par des composés organiques et inorganiques extrêmement stables, persistants et récalcitrants, tels que: hexachlorobenzène, chlorophénols, biphényles polychlorés (PCB), lindane, benzène et chrome hexavalent.
Un autre avantage de ce procédé est la capacité de traitement de sols et/ou d'eaux contaminés par des quantités élevées de substances organiques et/ou inorganiques.
Encore un autre avantage dudit procédé est que, la demi-vie de dégradation desdits contaminants étant basse, il peut être, alors, être appliqué en différents lieus et échelles.
Ainsi, le procédé de bioremédiation, selon la présente invention, se base sur la technique de biodégradation par laquelle les contaminants des sols et/ou des eaux sont bioconvertis en composés inoffensifs, en temps de demi-vies de dégradation significativement inférieurs aux valeurs référencés dans la littérature spécialisée et dans l'art antérieur. En ce sens, la présente invention est ainsi réalisable tant sur le plan technique qu'économique pour ie traitement de grandes quantités de sols et/ou d'eaux contaminés.
Les micro-organismes utiles au procédé selon la présente invention comprennent les micro-organismes nommément indigènes aérobies, anaérobies et facultatifs. Ces micro-organismes sont connus par les techniciens, pouvant être consultés en différentes Collections de Cultures de Types.
Ces micro-organismes, quand stimulés dans les conditions du procédé selon la présente invention, se multiplient rapidement, entraînant un temps de bioconversion réduit. Par ailleurs, le procédé selon la présente invention est extrêmement avantageux, provoquant la dégradation et/ou la transformation des composés organiques et/ou inorganiques présents dans les sols et/ou les eaux contaminés, à des nivaux d'environnement acceptables.
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La présente invention se rapporte à un procédé de bioremédiation de sol contaminé comprenant au moins les étapes suivantes:
(a) addition, directement ou non, au sol contaminé, d'un substrat naturel l o contenant des nutriments;
(b) repos anaérobie du sol contaminé, avec un taux d'humidité étant compris entre environ 20% et 100% de la capacité de champ et la température entre environ 150C et 7O0C; et
(c) aération dudit sol.
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Avantageusement le procédé comprend l'alternance entre un ou plusieurs cycles de traitement anaérobie et/ou aérobie, c'est-à-dire plusieurs cycles comprenant au moins les étapes (a) à (c), ou uniquement les étapes (b) et (c).
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Plus avantageusement le procédé comporte un substrat naturel contenant des nutriments comprenant des substances d'origine végétale et/ou animale.
Encore plus avantageusement le procédé en question comporte un substrat 25 naturel contenant des nutriments d'origine végétale comprenant des éclats, morceaux et/ou restes de bois, de la sciure de bois, de la bagasse de canne à sucre, des restes de végétation et/ou des tourteaux végétaux.
Particulièrement le procédé comporte un substrat naturel contenant des 30 nutriments d'origine animale comprenant des boues et/ou lisiers d'animaux, tels que l'engrais de bovins, d'échinés et de volatiles, notamment la fiente de poulet, frais ou non.
Plus particulièrement le procédé comporte un substrat naturel contenant des 35 nutriments pouvant être additionné aux sols contaminés sous forme solide et/ou liquide. Encore plus particulièrement le procédé comporte un substrat naturel contenant des nutriments d'origine animale, comprenant des boues et/ou lisiers d'animaux, additionné aux sols sous forme solide.
Avantageusement le procédé comporte un substrat naturel contenant des nutriments d'origine animale, comprenant des boues et/ou lisiers d'animaux, additionné aux sols sous forme liquide.
Plus avantageusement le procédé comporte un substrat naturel contenant des nutriments d'origine animale, comprenant des boues et/ou lisiers d'animaux, additionné aux sols sous forme solide et/ou liquide.
Encore plus avantageusement le procédé peut être effectué in situ et/ou ex situ.
Préférentiellement le procédé de bioremédiation de sol contaminé comportant un substrat naturel contenant des nutriments additionné audit sol, atteint la nappe phréatique et/ou aquifère contaminée par des composés organiques et/ou inorganiques, entraînant la bioremédiation de ces eaux.
Avantageusement le procédé de bioremédiation d'eaux superficielles ou souterraines contaminées par des substances organiques comprend l'addition directe ou indirecte aux dites eaux d'un substrat naturel contenant des nutriments comportant des substances d'origine végétale et/ou animale.
Plus avantageusement le procédé de bioremédiation d'eaux superficielles ou souterraines comprend l'addition directe ou indirecte aux dites eaux d'un substrat naturel contenant des nutriments comportant des substances d'origine animale.
Encore plus avantageusement le procédé de bioremédiation d'eaux superficielles ou souterraines comprend l'addition directe ou indirecte aux dites eaux d'un substrat naturel contenant des nutriments comportant des substances d'origine animale tels que boues et/ou lisiers d'animaux.
Préférentiellement le procédé de bioremédiation d'eaux superficielles ou souterraines comprend l'addition aux dites eaux d'un substrat naturel contenant des nutriments comportant des substances d'origine animale et/ou végétale sous forme solide et/ou liquide.
Plus préférentiellement le procédé de bioremédiation de sol contaminé comprend un mélange de substrat naturel contenant des nutriments additionné au sol contaminé, en une proportion comprise approximativement entre 5% et 95%, en poids de sol contaminé.
Encore plus préférentiellement le procédé de bioremédiation de sol contaminé comprend un mélange de substrat naturel contenant des nutriments additionné au sol contaminé, en une proportion comprise approximativement entre 30% et 70%, en poids de sol contaminé.
Avantageusement le procédé de bioremédiation comprend l'addition d'une source d'azote.
Plus avantageusement le procédé de bioremédiation comporte une source d'azote comprenant de l'azote organique et/ou inorganique.
Encore plus avantageusement le procédé de bioremédiation comporte de l'azote minéral comprenant du nitrate d'ammonium, du sulfate d'ammonium, de l'azote ammoniacal, du nitrite et/ou leurs mélanges.
Préférentiellement, le procédé de bioremédiation comprend l'addition supplémentaire de micronutriments, macronutriments et/ou aditifs.
Plus préférentiellement le procédé de bioremédiation comporte des aditifs comprenant des acides, des oxydes, des peroxydes, des surfactants, des tensio-actifs et/ou des substances alcalines.
Encore plus préférentiellement le procédé de bioremédiation de sol contaminé comporte une étape de repos anaérobie étant réalisé, avec un potentiel d'oxydoréduction atteignant une valeur inférieure à, approximativement, - 50 mV.
Avantageusement le procédé de bioremédiation considère un pH compris approximativement entre 2 et 12. Plus avantageusement le procédé de bioremédiation considère un pH compris approximativement entre 7 et 10.
Encore plus avantageusement le procédé de bioremédiation considère un pH obtenu par addition de carbonate de calcium, de calcaire dolomitique et/ou de phosphate de roche.
Encore plus avantageusement le procédé de bioremédiation comprend une addition supplémentaire de microorganismes.
Préférentiellement le procédé de bioremédiation d'eaux et/ou de sols contaminés comprend comme contaminants organiques des composés organohalogénés.
Plus préférentiellement le procédé de bioremédiation d'eaux et/ou de sols contaminés comprend comme contaminants des composés oxyhalogénés et/ou des métaux lourds et/ou leurs complexes et/ou leurs sels et/ou leurs mélanges.
Avantageusement ladite invention comprend encore un substrat naturel sous forme liquide et/ou solide contenant des nutriments comportant des substances d'origine végétale et/ou animale.
Préférentiellement l'invention en question comprend l'utilisation dudit substrat en un procédé de bioremédiation d'eaux et/ou de sols contaminés par des composés organiques et/ou inorganiques.
Plus préférentiellement l'invention se rapporte à la composition contenant un substrat d'origine animale et/ou végétale sous forme liquide et/ou solide comportant des nutriments pour utilisation dans le procédé de bioremédiation d'eaux et/ou sols contaminés par des composés organiques et/ou inorganiques.
Encore plus préférentiellement l'invention se rapporte à la composition sous forme liquide et/ou solide contenant un substrat d'origine animale et/ou végétale comportant des nutriments pour utilisation dans le procédé de bioremédiation d'eaux et/ou de sols contaminés par des composés organiques et/ou inorganiques.
Préférentiellement l'invention en question se rapporte à la composition sous forme liquide et/ou solide comprenant un substrat d'origine animale et/ou végétale contenant des nutriments pour utilisation dans le procédé de bioremédiation d'eaux et/ou de sols contaminés par des composés organiques et/ou inorganiques.
Le procédé selon la présente invention comprend, encore, l'addition d'une source d'azote aux sols et/ou eaux à traiter. Par "source d'azote", s'entend, selon la présente invention, de l'azote minéral. Selon la réalisation préférentielle de la présente invention, ladite source d'azote peut être l'une d'entre les suivantes: nitrate d'ammonium, sulfate d'ammonium, azote ammoniacal, nitrite et leurs mélanges. L'addition supplémentaire de source d'azote peut être réalisée lorsque l'on désire réduire rapidement la teneur en matière organique et/ou inorganique des sols et/ou eaux, c'est-à-dire, la méthode devient encore plus rapide dû à la bioconversion accélérée de la matière organique et/ou inorganique.
Dans des réalisations particulières du procédé selon la présente invention, il y a une addition supplémentaire de micronutriments et/ou macronutriments et/ou additifs, pour rendre les contaminants plus disponibles à la dégradation réalisée par les microorganismes. Comme exemples desdits additifs, l'on peut citer: acides, oxydes, peroxydes, surfactants, tensio-actifs et substances alcalines.
Le procédé selon la présente invention, concernant les sols, comprend encore une étape de repos anaérobie, ceci s'entendant comme la dégradation des contaminants organiques et/ou inorganiques en conditions d'anaérobiose.
Les conditions favorables au développement des microorganismes indigènes pour effectuer la dégradation de la fraction organique et/ou inorganique dans le procédé selon la présente invention, comprennent, entre autres, le contrôle des paramètres de température, potentiel d'oxydoréduction, taux d'humidité et pH. Particulièrement durant l'étape de repos anaérobie, le potentiel d'oxydoréduction doit atteindre une valeur inférieure à, approximativement, 0 mV, préférentiellement inférieure à -50 mV, jusqu'à ce que la dégradation substantielle des contaminant soit survenue. Le maintien du potentiel d'oxydoréduction aux valeurs indiquées est notamment intéressant pour la pratique efficace du procédé selon la présente invention.
En complément le potentiel d'oxydoréduction peut être maintenu par l'addition d'agents réducteurs, tels qu'acides organiques et/ou leurs sels.
Le taux d'humidité doit être ajusté selon le sol à être bioremédié, c'est-à-dire, il dépend de la capacité de rétention d'eau (CRA) dudit sol. De plus, teneur en eau doit être avantageusement ajustée de façon à obtenir un mélange humide sans être considérablement pâteux. Typiquement le taux d'humidité est compris entre approximativement 20% et 100% de la capacité de champ.
Alternativement de l'eau ou des liquides de lixiviation ou percolation peuvent être additionnés pour ajuster le taux d'humidité.
Relativement au pH, des valeurs plus appropriées sont comprises approximativement entre 7 et 10. De telles valeurs de pH peuvent être ajustées au moyen de correctifs de pH connus du technicien. Dans les termes de la présente invention ces substances comprennent des agents de tamponnage et neutralisants. Avantageusement le pH est obtenu par addition de carbonate de calcium, de calcaire dolomitique, de phosphate de roche ou d'un mélange de ceux-ci.
L'étape d'aération selon la présente invention peut être réalisée au moyen de n'importe quel procédé approprié comprenant des agents mécaniques et/ou physiques. Tels que par exemple, tracteurs, charrues, pelles, bêches, entre autres.
Le procédé de bioremédiation selon la présente invention comporte un ou plusieurs cycles anaérobie-aérobie, jusqu'à ce que la décontamination soit complète. Avantageusement ladite décontamination est atteinte à travers des cycles avec durée entre 1 semaine et 5 mois. Préférentiellement, l'étape anaérobie présente une durée entre 1 et 3 mois et l'étape aérobie présente une durée entre 2 semaines et 1 mois.
Alternativement le procédé de bioremédiation selon la présente invention comprend l'addition supplémentaire de microorganismes anaérobies. Tel que précédemment cité pour les microorganismes indigènes, lesdits microorganismes supplémentaires comprennent n'importe quel microorganisme connu du technicien en la matière, natif ou non du sol à être bioremédié.
La présente invention sera mieux comprise à partir de la description des exemples présentés, à caractère simplement illustratif, sans aucun aspect limitatif quant à l'objectif de celle-ci.
EXEMPLE 1
En laboratoire, deux échantillons de sol contaminés de 1 Kg chacun sont séparés, dans des récipients de verre, tel que rapporté sur le Tableau 1 ci- dessous.
Ensuite le substrat organique naturel est ajouté, constitué de fiente de poulet et de la sciure de bois, dans les proportions citées sur le Tableau 1 , et l'homogénéisation du mélange réalisée, sous des conditions réactionnelles appropriées de taux d'humidité, pH et aération, entraînant une situation favorable du potentiel d'oxydoréduction, bien que le développement de microorganismes indigènes.
TABLEAU 1
Figure imgf000011_0001
Le Tableau 2 présente quelques paramètres réactionnels pour l'étape anaérobie. TABLEAU 2
Figure imgf000012_0001
Durant la phase aérobie le potentiel d'oxydoréduction a atteint des valeurs supérieures 50 mV, maintenant la capacité de rétention d'eau de champ du mélange entre, approximativement, 40% et 65%.
Ensuite, les résultats obtenus par le contrôle des organochlorés totaux (OCT) et de l'hexachlorobenzène (HCB) ont été analysés, pendant une période d'accompagnement de 90 jours, vérifiant une sensible diminution tant des organochlorés totaux (OCT) que, spécialement, de l'hexachlorobenzène (HCB), ainsi que de basses valeurs de demi-vie, selon les Tableaux 3 et 4, ci-dessous.
TABLEAU 3 - RÉSULTATS DES ESSAIS DE BIODÉGRADATION DE L/OCT
Figure imgf000012_0002
TABLEAU 4 - RÉSULTATS DES ESSAIS DE BIODÉGRADATION DE L'HCB
Figure imgf000012_0003
Les exemples 2 et 3 ont été réalisés selon la séquence et les paramètres réactionnels décrits:
Pendant une phase anaérobie d'une durée de, approximativement, 7 à 10 jours, la capacité de rétention d'eau de champ du mélange a été maintenue entre, approximativement, 40% et 70%; le potentiel d'oxydoréduction inférieur à 0 mV et la température comprise entre, approximativement, 2O0C et 700C.
Ensuite, pendant une phase aérobie, d'une durée comprise entre, approximativement, 5 et 30 jours le potentiel d'oxydoréduction a été élevé au dessus de 50 mV au moyen de l'aération, maintenant la capacité de rétention d'eau de champ entre, approximativement, 45% et 65% et la température entre, approximativement, 2O0C et 7O0C.
Durant les essais, les cycles séquentiels anaérobie/aérobie ont été répétés.
EXEMPLE 2
Dans une cellule de traitement, on a additionné 400 Kg de sol contaminé de 2% d'organochlorés, principalement de l'hexachlorobenzène (HCB), et du substrat organique naturel constitué de fiante de poulet et de la sciure de bois, dans la proportion de 20%p/p. Ensuite, l'homogénéisation du mélange a été réalisée dans la propre cellule et une sonde de mesure de température a été installée pour le suivi de l'activité biologique du procédé.
Ultérieurement la cellule a été fermée pour le début de l'étape anaérobie. À cette étape, d'autres se sont suivies alternant les cycles anaérobie/aérobie, avec une addition supplémentaire de substrat organique, si nécessaire, basée sur les suivis analytiques des échantillons relevés, dans le but de maintenir les conditions adéquates de dégradation.
Les essais ont été réalisés en double. Après quelques cycles, une sensible diminution tant des organochlorés totaux (OCT) que, spécialement, de l'hexachlorobenzène (HCB) a été vérifiée, ainsi que de basses valeurs de démie-vie, selon les Tableaux 5 et 6, ci-dessous. TABLEAU 5 - RÉSULTATS DES ESSAIS DE BIODÉGRADATION DE LOCT
Evolution de la dégradation de IOCT (mg/Kg)
Figure imgf000014_0001
TABLEAU 6 - RÉSULTATS DES ESSAIS DE BIODÉGRADATION DE L'HCB
Evolution de la dégradation de l'HCB (mg/Kg)
Figure imgf000014_0002
EXEMPLE 3
On a additionné dans 4 cellules de traitement, un total de 4.000 tonnes de sol contaminé d'organochlorés, surtout d'hexachlorobenzène (HCB) en concentrations initiales de l'ordre de 1.000mg/Kg, et environ 20% à 40% de substrat organique naturel constitué de fiante de poulet et de la sciure de bois.
À cette étape, d'autres se sont suivies alternant les cycles anaérobie/aérobie, basées sur les suivis analytiques des échantillons relevés, dans le but de maintenir les conditions adéquates de dégradation.
Après quelques cycles une sensible diminution a été observée, tant des organochlorés totaux (OCT) que de l'hexachlorobenzène (HCB), ainsi que de basses valeurs de démie-vie, selon les Tableaux 7 et 8, ci-dessous. TABLEAU 7 - RÉSULTATS DES ESSAIS DE BIODÉGRADATION DE L'OCT
Evolution de la dégradation de l'OCT (mg/Kg)
Figure imgf000015_0001
TABLEAU 8 - RÉSULTATS DES ESSAIS DE BIODÉGRADATION DE LΕCB
Evolution de la dégradation de PHCB (mg/Kg)
Figure imgf000015_0002
EXEMPLE 4
Parallèlement à l'exemple 3, exécuté in situ, des tests ont été réalisés pour la vérification de l'impact sur la dégradation de composés organochlorés présents dans la nappe phréatique contaminée sous les cellules, sur une surface d'approximativement 2.000 m2, dû à la percolation du substrat organique naturel sous forme liquide.
Sur ladite surface, des échantillons moyens représentatifs des eaux souterraines ont été collectés dans des puits installés sur le local, pour la constatation de la dégradation des composés organochlorés, avant et après la percolation dudit substrat sous forme liquide. L'apport de substrat liquide dans la nappe phréatique sous la surface de sol traitée, permet le maintien des conditions anaérobies, avec un potentiel d'oxydoréduction au dessous de 0 mV, créant des conditions adéquates à la biostimulation des bactéries indigènes présentes dans les eaux souterraines, permettant la biodégradation des composés organochlorés présents dans les eaux.
Dans la période de 390 jours, une sensible diminution de la concentration des organochlorés totaux (OCT) présente dans les eaux sousterraines, a été observée, selon le Tableau 9, ci-dessous.
TABLEAU 9 - RÉSULTATS DES ESSAIS DE BIODÉGRADATION DE LOCT
Evolution de la concentration de IOCT, dans les eaux souterraines
(μg/L)
Figure imgf000016_0001

Claims

Revendications
1. Procédé de bioremédiation de sols contaminés par des contaminants organiques et/ou inorganiques, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:
(a) addition, directement ou non au sol contaminé, d'un substrat naturel contenant des nutriments;
(b) repos anaérobie du sol contaminé, avec un taux d'humidité étant compris entre environ 20% et 100% de la capacité de champ et la température entre environ 150C et 7O0C; et
(c) aération dudit sol.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend un ou plusieurs cycles de traitement anaérobie et/ou aérobie.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le substrat naturel contenant des nutriments comprend des substances d'origine végétale et/ou animales.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le substrat contenant des nutriments d'origine végétale choisis dans le groupe comprenant des éclats, morceaux et/ou restes de bois, de la sciure de bois, de la bagasse de canne à sucre, des restes de végétation et des tourteaux végétaux.
5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le substrat naturel contenant des nutriments d'origine animale choisis dans le groupe comprenant des boues et/ou lisiers d'animaux tels que l'engrais de bovins, d'échinés et de volatiles, notamment la fiente de poulet, frais ou non.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le substrat naturel contenant des nutriments peut être additionné aux sols contaminés sous forme solide et/ou liquide.
7. Procédé de bioremédiation de sols contaminés selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le substrat naturel contenant des nutriments, additionné audit sol atteint la nappe phréatique et/ou aquifère contaminées par des composés organiques et/ou inorganiques entraînant la bioremédiation de ces eaux.
8. Procédé de bioremédiation de sols contaminés selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit procédé de bioremédiation de sol contaminé comportant un substrat naturel contenant des nutriments additionné audit sol, atteint la nappe phréatique et/ou aquifère contaminée par des composés organiques et/ou inorganiques, entraînant la bioremédiation de ces eaux.
9. Procédé de bioremédiation d'eaux superficielles ou souterraines contaminées par des composés organiques et/ou inorganiques, caractérisé en ce qu'il comprend l'addition, directe ou indirecte, aux dites eaux d'un substrat naturel contenant des nutriments comportant des substances d'origine végétale et/ou animale.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le mélange de substrat naturel contenant des nutriments est établi selon un taux d'approximativement 5% à 95% en poids par rapport au sol contaminé.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le mélange de substrat naturel contenant des nutriments est établi selon un taux d'approximativement 30% à 70% en poids par rapport au sol contaminé.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend l'addition d'une source d'azote.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite source d'azote comprend de l'azote minéral choisi dans le groupe comprenant le nitrate d'ammonium, le sulfate d'ammonium, de l'azote ammoniacal, du nitrite et/ou leurs mélanges.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend l'addition supplémentaire de micronutriments et/ou macronutriments et/ou aditifs.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que les aditifs sont choisis dans le groupe comprenant des acides, des oxydes, des peroxydes, des surfactants, des tensio-actifs et/ou des substances alcalines.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le pH est compris entre 2 et 12.
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le pH est compris entre 7 et 10.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'il comprend une addition supplémentaire de microorganismes.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que les composés organiques présents dans les sols et/ou les eaux contaminés comprennent des composés organohalogénés.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que les composés inorganiques présents dans les sols et/ou les eaux contaminés comprennent des composés oxyhalogénés et/ou des métaux lourds et/ou leurs complexes et/ou leurs sels et/ou leurs mélanges.
21. Composition, caractérisée en ce qu'elle contient un substrat naturel sous forme liquide et/ou solide comportant des nutriments comprenant des substances d'origine végétale et/ou animale pour utilisation dans le procédé de bioremédiation d'eaux et/ou de sols contaminés par des composés organiques et/ou inorganiques.
22. Utilisation d'un substrat naturel sous forme liquide et/ou solide comportant des nutriments comprenant des substances d'origine végétale et/ou animale dans un procédé de bioremédiation d'eaux et/ou de sols contaminés par des composés organiques et/ou inorganiques.
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