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Biofilters using organic media are known to procure efficient treatment for different types of wastewater, but the nitrogen removal pathways implied are still not well understood. In this study, a lab-scale aerated biofilter using peat and treating pig manure was operated for 180 days, in order to quantify the nitrogen transformations occurring in it. It was shown that stripping was important during the start-up, until nitrification took place. Simultaneous nitrification and denitrification, proved by N2 production, became the principal mechanism after some time. The production of N2O did not seem to come only from heterotrophic denitrification, but also from chemodenitrification and autotrophic denitrification. It has also been found that part of the influent nitrogen was retained in the system during the first 150 days, due to filtration, sorption and assimilation. During the last periods of operation, the nitrogen previously retained has been used by microorganisms, leading to an excessive N2 discharge.

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Effect of aeration rate on the removal of organic matter and nitrogen and on the formation of NH3, N2O and N2 was studied for an extensive biofiltration system packed with an organic media, which was used to treat pig manure. The results show high removal of BOD5 and TSS (99 and > or = 98%), independently of the four aeration rate tested (3.4-34 m3/m2 x h). Aeration rate > or = 4.4 m/h resulted in high ammonia stripping during start-up (> or = 1.0 kg NH3-N/m3 of swine manure treated), while using 3.4 m/h only 0.3 kg NH3-N/m3 were stripped. Complete nitrification was achieved after day 100 of operation, except in the biofilter with the lowest aeration rate. Simultaneous denitrification established in all the biofilters. Applying an aeration rate of 9.4 m/h up to 1.2 kg nitrogen was removed in the form of N2 for each m3 of swine manure treated. Contrary to the expectations, N2 formation and release increased with the aeration rate. This particular behaviour seems to be related to the punctual accumulation of water layers inside the biofilters, caused by the air force flowing in the opposite direction to the water flux. N2O production was quite similar in all biofilters (between 0.25-0.36 kg N2O-N/m3 of swine manure treated).

BACKGROUND: Nitrogen removal by organic biofilters treating pig manure is incomplete and has to be optimized. This could be achieved by promoting the activity of denitrifiers, this being the limiting factor for nitrogen removal in this kind of process. However, changing the operating conditions could impair nitrification; no data are currently available about the activity and distribution of nitrifiers in organic biofilters. A better knowledge of the process of colonization by nitrifiers is needed to determine their potential to oxidize ammonia and whether they share the same physical space as denitrifiers or not.

Il est admis que la production de méthane (CH4) à partir de la décomposition de la matière organique est effectuée par des microorganismes méthanogènes en condition anaérobie. C’est pour cette raison que le CH4, un gaz à effet de serre (GES) possédant un pouvoir de réchauffement global (PRG) équivalent à 25 fois celui du CO2, n’est généralement pas considéré dans les protocoles de quantification de GES concernant les procédés de traitement d’eaux usées par voie aérobie. Or, selon le type de procédé aérobie et les conditions d’opération, du méthane peut effectivement être produit. Cette note technique montre des résultats obtenus lors d’essais pilotes en laboratoire avec un biofiltre traitant du lisier de porc. Il en ressort clairement que la formation de méthane est possible avec ce type de procédé, et que les concentrations générées peuvent être non négligeables. Par conséquent, cet élément doit donc être pris en compte pour l’optimisation des procédés de traitement aérobie en rapport aux aspects liés à la réduction des GES et la lutte aux changements climatiques.

Il est admis que la production de méthane (CH4) à partir de la décomposition de la matière organique est effectuée par des microorganismes méthanogènes en condition anaérobie. C’est pour cette raison que le CH4, un gaz à effet de serre (GES) possédant un pouvoir de réchauffement global (PRG) équivalent à 25 fois celui du CO2, n’est généralement pas considéré dans les protocoles de quantification de GES concernant les procédés de traitement d’eaux usées par voie aérobie. Or, selon le type de procédé aérobie et les conditions d’opération, du méthane peut effectivement être produit. Cette note technique montre des résultats obtenus lors d’essais pilotes en laboratoire avec un biofiltre traitant du lisier de porc. Il en ressort clairement que la formation de méthane est possible avec ce type de procédé, et que les concentrations générées peuvent être non négligeables. Par conséquent, cet élément doit donc être pris en compte pour l’optimisation des procédés de traitement aérobie en rapport aux aspects liés à la réduction des GES et la lutte aux changements climatiques.

La méthode de caractérisation de la biodégradabilité du lisier de porc a été améliorée en jumelant la réalisation d'essais respirométriques avec l'utilisation d'une version simplifiée du modéle ASM3 prenant en compte le stockage intra-cellulaire de la fraction facilement biodégradable. Cette méthodologie a permis de caractériser la biodégradabilité de trois types de lisier de porc québécois. Les résultats ont permis de statuer que le lisier de porc séparé par voie physico-chimique avait un contenu assez facilement biodégradable. Le lisier séparé sous les lattes est caractérisé par un contenu beaucoup plus lentement biodégradable. Pour leur part, les résultats de la caractérisation du lisier brut confirment la grande variabilité des composantes de ce type d'effluent.