FR2573748A1 - Procede pour le traitement enzymatique de substances organiques et biomasse - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET LA TRANSFORMATION DE COMPOSES ORGANIQUES CONTENUS DANS DES PRODUITS DE DEGRADATION LIQUIDES EN PRODUITS DE REACTION STABLES. ELLE EST TOUT PARTICULIEREMENT APPROPRIEE AU TRAITEMENT DES EAUX RESIDUAIRES ET DES BOUES. CONFORMEMENT A L'INVENTION, ON AGITE LES PRODUITS DE DEGRADATION ORGANIQUES EN PRESENCE DE 0,1 A 1 D'ENZYMES HYDROLYTIQUES, PAR RAPPORT A LA TENEUR EN MATIERES SECHES ORGANIQUES, PENDANT 0,5 A 24HEURES DANS UN REACTEUR A UN NIVEAU DE TEMPERATURE DE 30 A 60C AUGMENTE D'AU MOINS 10K. DANS UN MODE DE REALISATION PARTICULIER DE L'INVENTION, ON INTRODUIT AVANT OU PENDANT LE TRAITEMENT PAR LES ENZYMES, UNE QUANTITE DE 0,005-0,5 D'UN AGENT CHELATANT, DE PREFERENCE LE SEL DE DIAMMONIUM ETOU DE TRIAMMONIUM DE L'ACIDE NITRILOTRIACETIQUE. L'INVENTION PERMET DE PARVENIR A UN RENDEMENT DE DEGRADATION ELEVE ET A DE BONNES PROPRIETES DE DESHYDRATATION.

Description

Procédé pour le traitement enzvmatique de substances organiques et

biomasse L'invention concerne la transformation de composés organiques dissous ou en suspension dans des liquides en produits réactionnels stables, notamment en dioxyde de

carbone et en eau avec addition d'enzymes. Le procédé con-

forme à l'invention est particulièrement approprié à la stabilisation de boues de curage et de lisier ainsi qu'au

traitement d'eaux résiduaires chargées de produits organl-

ques ou contenant des phosphates.

L'invention concerne, par ailleurs, la stimulation

du métabolisme de fonctionnement des cultures de microor-

ganismes utilisées industriellement pour la production

d'antibiotiques, d'enzymes et d'acides organiques.

Dans la pratique, on traite des milieux organiques tels que des boues de curage et du lisier avec succès à l'aide de procédés de stabilisation anaérobies, aérobies et enzymatiques. Les procédés enzymatiques qui n'ont été

introduits que ces dernières années, permettent un rac-

courcissement important des durées de stabilisation de

plusieurs jours jusqu'à présent (5 à 70 jours) des procé-

dés anaérobies et aérobies à quelques heures, ce qui n'est toutefois qu'au prix d'une mise en oeuvre énergétique plus

grande, étant donné que les processus de dégradation cata-

lysés dans la boue ou dans le lisier par le biais des pré-

parations enzymatiques ne se déroulent avec succès qu à des températures relativement élevées (30 à 60'C). Par

ailleurs, il est nécessaire de mettre en oeuvre une quan-

tité considérable d'enzymes étrangères.

De plus, le métabolisme propre des microorganismes qui se multiplient fortement dans la phase initiale et encore pendant la stabilisation enzymatique, entraine de nombreux effets non désirés tels qu'un épaississement et une déshydratabilité moindres, ce qui fait que les boues

et lisiers stabilisés enzymatiquement présentent la plu-

part du temps des propriétés de déshydratation plus mau-

vaises que les boues et lisiers stabilisés à l'aide des

procédés classiques.

Le traitement d'eaux résiduaires chargées en sub- stances organiques s'effectue la plupart du temps selon le procédé d'activation connu. Un inconvénient essentiel de ce procédé réside dans une néoformation considérable de biomasse. Jusqu'à présent, il n'a été possible de remédier à cet inconvénient que par un allongement de la durée d'aération.

Des eaux résiduaires industrielles organiques for-

tement concentrées sont traitées la plupart du temps à l'aide de procédés biologiques vraiment hautement chargés

("Biologie intensive"). Lors de ce traitement dit "biolo-

gique intensif", on transforme un pourcentage élevé (sou-

vent supérieur à 50 Z) de la substance organique destinée

à être dégradée, en biomasse devant être éliminée régu-

lièrement du système comme boue excèdendaire étant donné

que, sans cela, le degré d'efficacité du procédé est fai-

ble. L'élimination de la biomasse excédentaire est toute-

fois toujours très problématique dans le cas des procédés

"biologiques intensifs" étant donné que les microorganis-

mes ne croissent ici que sous la forme de cellules indi-

viduelles ou sous la forme de très petits complexes qui ne se déposent guère dans le bassin de décantation finale de

dimensions normales.

Des eaux résiduaires communales présentent la plu-

part du temps une teneur élevée en phosphate. Dans le cas

des procédés d'élimination biologiques connus, la libéra-

tion des phosphates est effectuée par traitement anaéro-

bie, nécessitant un espace réactionnel considérable.

La production microbienne à échelle industrielle

d'antibiotiques, d'enzymes et d'acides organiques est ef-

fectuée par submersion dans des réacteurs aérés et agités (fermentateurs), la conduite discontinue étant la plupart

du temps prédominante.

En vue du déroulement couronné de succès d'urne fer-

mentation, il est nécessaire d'avoir recours à plusieurs

précultures pour l'ensemencement de l'enceinte de produc-

tion (fermentation principale) ainsi qu'à des conditions stériles. Dans le cas de la fermentation discontinue, les microorganismes (bactéries ou champignons) croissent, en

règle générale, jusqu'au moment o une composante essen-

tielle du milieu nutritif devient limitative. A ce moment,

la culture du microorganisme passe de la phase de crois-

sance exponentielle à la phase de croissance stationnaire.

Pendant le processus de fermentation, les condi-

tions de culture sont soumises en permanence à des modifi-

cations, ce qui conduit à une modification de l'état phy-

siologique des cellules de microorganismes. La plupart du temps, la formation désirée de produits (antibiotiques,

enzymes ou acides organiques) est liée à un état physiolo-

gique déterminé des microorganismes pendant la fermenta-

tion. Il n'est pas possible de maintenir cet état pendant

une durée prolongée dans le -cas de la fermentation dis-

continue. Ainsi, fréquemment la libération des enzymes commence à la fin de la phase logarithmique et-se poursuit pendant une durée plus ou moins longue pendant la phase

stationnaire. Les antibiotiques, par exemple, ne sont fré-

quemment pas formés dans les solutions de cultures au mo-

ment de la croissance la plus forte mais seulement au moment o le producteur commence à vieillir, c'est-à-dire

pendant le stade d'autolyse. De même, la formation d'aci-

des organiques tels que, par exemple, l'acide citrique, rne

débute qu'après la fin de la croissance du producteur.

Pour l'obtenir, on met la culture du producteur d'acide

citrique en oeuvre dans des milieux nutritifs à des quan-

tités de phosphate suboptimales.

La durée de la fermentation constitue une valeur

obtenue par l'expérience et doit être prise en considéra-

tion avant tout sous des aspects économiques. Afin que

l'arrêt de la fermentation puisse avoir lieu au moment op-

timal, il est nécessaire de soumettre-à des exigences éle-

vées la surveillance du processus de fermentation. En rè-

gle générale, une fermentation normale dure de 2 à 7 jours.

Après dégradation du milieu de culture contenant le pro-

duit provenant des fermenteurs, on soumet ceux-ci à une purification complète et à l'entretien pour une nouvelle

fermentation (remplissage avec un milieu nutritif, stéri-

lisation du système complet, ensemencement avec une pré-

culture à partir des réservoirs d'ensemencement).

La fermentation continue est d'une grande impor-

tance industrielle. Elle n'est appliquée actuellemt que

lors de la production de biomasse et de produits de fer-

mentation ainsi que pour la transformation de substances organiques en produits réactionnels gazeux et eau. 3usqu'à

présent, il n'a pas été possible de créer dans un proces-

sus continu des conditions réactionnelles telles que la libération des produits désirés à partir des cellules des microorganismes puisse se produire. La transformation de

substances organiques, par exemple de produits secondai-

res, en CO2 et eau ne se produit de façon satisfaisante que lorsque les durées d'aération sont très longues. Dans le cas des durées d'aération économiquement acceptables, on arrive, dans une grande mesure, à la néoformation de biomasse (métabolisme de constitution) qui ne peut pas toujours être utilisée de façon satisfaisante. Jusqu'à présent, on ne connaissait aucune méthode susceptible de

réduire le métabolisme de constitution en faveur du méta-

bolisme de fonctionnement. Le procédé continu soumet, par ailleurs, à des exigences élevées la stabilité des souches de production dans la fabrication de produits déterminés étant donné que, dans le cas d'une culture continue de durée prolongée, on arrive fréquemment à des phénomènes de

dégénérescence des souches à rendement élevé.

L'invention a pour but de fournir un rendement de

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dégradation élevé avec de faibles quantités d'enzymes étrangères, d'améliorer les propriétés de déshydratation

des boues et lisiers enzymatiquement stabilisés et de mi-

nimiser l'énergie (chaleur) nécessaire pour le processus de stabilisation enzymatique à un point tel que, par rap- port aux procédés de stabilisation conventionnels (le pourrissement, la stabilisation aérobie), il n'en résulie plus d'inconvénients en ce qui concerne le comportement à

la déshydratation et la mise en oeuvre énergétique.

De plus, on désire que la production de boues excé-

dentaires dans les installations d'activation soit dimi-

nuée, en particulier on désire que la concentration en

biomasse soit abaissée dans les procédés biologiques in-

tensifs et qu'une boue facilement déposable soit produite.

Dans le cas de l'élimination biologique des phos-

phate, on désire que la libération de phosphore à partir de la boue activée soit accélérée sensiblement. Enfin, il

y a lieu d'atteindre, lors de la production d'antibioti-

ques, d'enzymes et d'acides organiques, une conduite con-

tinue des cultures de microorganismes.

L'invention a pour but de stimuler le métabolisme de fonctionnement de cultures de microorganismes à un

point tel qu'on arrive, dans le milieu contenant les ma-

tières nutritives, à des pertes en matériaux des organis-

mes, interrompant par là le processus de croissance des cultures. Il s'ensuit que le procédé selon l'invention pour le traitement enzymatique de substances organiques et de biomasses est caractérisé par le fait que les substances sont introduites avec 0,01 à 1 %, par rapport à la teneur en matières sèches organiques, d enzymes hydrolytiques dans un réacteur qui présente un niveau de température de

à 60'C augmenté d'au moins 10 K et qu'elles sont sou-

mises, dans ce réacteur, à une agitation pendant 0,5 à 24 heures, Dans un mode de réalisation avantageux du susdit

procédé, les substances mélangées aux enzymes sont aérées.

Dans un autre mode de réalisation avantageux, les substances sont soumises, avant ou pendant le traitement enzymatique, à un traitement à l'aide de 0,005 à 0,5 Z, par rapport à la teneur en matières sèches organiques,

d'un agent chélatant.

Dans un autre mode de réalisation avantageux, on utilise, en tant qu'agent chélatant, le sel de diammonium

et/ou de triammonium de l'acide nitrilotriacétique.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, le traitement à l'aide de l'agent chélatant est effectué soit dans un réacteur disposé en amont, soit dans la conduite

d 'alimentation.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, les suspensions de microorganismes sont cultivées avec l'agent chélatant en présence d'un excès de matières nutritives et avec introduction d'oxygène pendant la phase de croissance logarithmique. Selon un autre mode de réalisation, la suspension de microorganismes avec l'agent chélatant est maintenue

sous des conditions stériles de façon discontinue.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, les substances sont introduites dans le réacteur enzymatique de façon intermittente, Selon un autre mode de réalisation avantageux, on introduit dans le réacteur enzymatique de la biomasse qui

a absorbé des substances organiques dans un réacteur d'ad-

sorption ou d'aération, ladite biomasse étant recyclée

dans le réacteur d'adsorption ou d'aération après le trai-

tement enzymatique.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, on introduit dans le réacteur enzymatique de la biomasse qui

a accumulé du phosphate en excès.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, on introduit dans le réacteur enzymatique de la biomasse qui

a absorbé du phosphate en excès à l'intérieur d ur rés..-

teur d'aération, la biomasse étant recyclée dans le reac-

teur d'aération après le traitement enzymatique.

L'agent chélatant occasionne un affaiblissement cóe la structure des parois cellulaires des microorganismes de telle sorte que celles-ci peuvent être dissoutes si elles sont soumises des contraintes correspondantes. Dans La

deuxième étape réactionnelle, il se forme un milieu favo-

risant tout d'abord le métabolisme de fonctionnement, puis l'autolyse ou la sporulation des microorganismes provenant de la première étape réactionnelle. Ce milieu contient, a côté de restes de composants des substances nutritives,

avant tout les composés à faible poids moléculaire faciie-

ment utilisables de façon microbienne qui proviennent de l'hydrolyse enzymatique des macromolécules organiques du

milieu nutritif (sucre, acides aminés, acides gras, a:-

cools, etc.), ledit milieu contenant par ailleurs les mi-

croorganismes déjà autolysés ou leurs fragments eux-memes

ou respectivement les spores formés.

Lors de l'introduction de la culture de microorga-

nismes prétraitée avec l'agent chélatant dans ce milieu, il se produit, en raison de la différence de température d'au moins 10 K, un choc de température, par suite de quoi le métabolisme de fonctionnement des microorganismes est stimulé spontanément et les produits d'hydrolyse à faible poids moléculaire contenus dans le milieu nutritif ainsi que les composés de faible poids moléculaire provenant des décompositions de cellules sont partiellement-éliminés par respiration.

En raison du fait que le métabolisme de fonctionne-

ment est plus favorisé que le métabolisme de structure ou

de constitution, les microorganismes contenus dans le mi-

lieu réactionnel finissent par périr dans le- milieu réac-

tionnel par perte de matériaux, c'est-à-dire ils meurent

de faim et entrent en autolyse (stade d'autolyse), -ou for-

ment finalement des spores.

Lors du traitement de produits secondaires organi-

ques à l'aide de systèmes enzymatiques intracellulaires libérés à partir des microorganismes autolysés. on atteint une intensification de l'hydrolyse des macromolécules organiques. Par ce biais, on économise des quantités con-

sidérables d'enzymes étrangères. L'élimination par respi-

ration microbienne des composés à faible poids moléculaire provenant essentiellement de la dégradation enzymatique des macromolécules organiques ou provenant des produits de

destruction des cellules (notamment des colloides hydro-

philes) améliore le comportement à l'épaississement et à

la déshydratation du milieu organique traité de façon con-

sidérable. En ce faisant et simultanément, les contraintes du point de vue organique des eaux boueuses obtenues sont fortement réduites, ce grâce à quoi une valorisation sans

problème desdites eaux boueuses devient possible.

Lors de la fabrication biotechnologique de substan-

ces déterminées, on déclenche, selon le produit envisagé

(antibiotique, enzyme, acides organiques) ou selon le pro-

ducteur (genre. souche), la formation de produit déjà pen-

dant le stade du métabolisme de fonctionnement accru ou seulement au moment du stade d'autolyse commençante. En sortant de la deuxième étape réactionnelle. le milieu de fermentation s'écoule en continu et peut être conduit à

des stades de traitement ultérieurs. Les conditions hosti-

les aux organismes régnant dans le milieu de fermentation

du fermenteur principal excluent pratiquement les infec-

tions étrangères, ce grâce à quoi il est possible de

renoncer à une fermentation stérile dans cette phase.

Lors de l'élimination biologique des phosphates, il se produit les effets suivants: Dans la phase d'aération, les microorganismes de la boue activée absorbent du phosphate en excès provenant de l'eau secondaire et forment un complexe granulaire de phosphate, de ARN, de protéines et de lipides, ce complexe étant désigné par le terme "volutine". Grâce à l'addition S d'enzymes, on stimule le métabolisme de fonctionnement des

microorganismes et on libère la volutine emmagasinée.

Cet effet est encore sensiblement renforcé par la

différence de température entre la boue activée et le con-

tenu du réacteur. En plus de la libération du phosphate lié, on transforme des substances contenues dans les eaux

résiduaires en acides organiques appropriés à être utili-

sés comme substances alimentaires pour des microorganismes capables d'emmagasiner de grandes quantités de phosphate en excès. Les processus indiqués sont encore accélérés par le traitement avec l'agent chélatant qui occasionne une

lyse des parois cellulaires des microorganismes.

L'avantage du procédé réside dans la durée de tral-

tement très courte, en comparaison à celle du traitement

anaérobie.

L'invention est illustrée à l'aide des 8 exemples

d'exécution indiqués ci-après.

Exemple 1: Traitement de boues de curage, variante 1 Exemple 2: Traitement de boues de curage, variante 2 Exemple 3: Traitement de lisier Exemple 4: Traitement d'eaux résiduaires provenant d'une installation d'élimination de corps d'animaux Exemple 5: Traitement d'eaux résiduaires Exemple 6: Fabrication de pénicilline Exemple 7: (Figure 1) Elimination biologique de phosphore sans séparation de l'eau de la boue Exemple 8: (Figure 2) Elimination biologique de phosphore

avec séparation de l'eau de la boue.

EXEMPLE 1

A 15 m de boue de curage présentant une teneur en

matières sèches de 4 %, on ajoute 30 g d'un mélange, pré-

dissous dans environ 10 litres d'eau du robinet, du sel de

diammonium et du sel de triammonium de l'acide nitrilo-

triacétique sous agitation. Après écoulement d'une demi-

heure, on introduit la boue ainsi prétraitée à des inter-

valles de chaque fois 15 minutes, par portions,dans le

réacteur qui contient déjà de la boue préchauffée a 55'C.

La durée de la réaction à l'intérieur du Facteur

est de 3 heures. Par mètre cube de boue prétraitée intro-

duite, on ajoute en continu 60 g d'une préparation enzyma-

tique complexe, prédissoute dans environ 100 fois la quan- tité d'eau du robinet, et contenant de la P-glucanase, des amylases, des protéases et des lipases. La boue contenue dans le réacteur est mise en circulation de façon continue à l'aide d'une pompe et, grâce à l'introduction d'énergie étrangère (par exemple, vapeur), on réalise la température

réactionnelle nécessaire.

La boue stabilisée passant dans le réacteur pré-

sente de bonnes qualités de dépôt. Dans le dispositif

d'épaississement disposé en aval, on obtient, pour une du-

rée de séjour d'environ 2 heures, environ 60 Z de la boue

de départ sous forme d'eau boueuse, ce grâce à quoi le vo-

lume de la boue stabilisée est réduit à 40 ' du volume de départ. La boue épaissie stabilisée est alors amenée à des aires de déshydratation ou déshydratée artificiellement, alors que les eaux boueuses sont acheminées vers la partie biologique de l'installation de clarification en vue d'une

élimination sans inconvénient.

EXEMPLE 2

Dans un réacteur qui contient déjà de la boue pré-

chauffée à 50'C, on ajoute simultanément mais à l'état non mélangé, un mélange dissous dans de l'eau du robinet et formé du sel de diammonium et du sel de triammonium de l'acide nitrilotriacétique et une préparation enzymatique complexe prédissoute dans environ 100 fois la quantité

d'eau du robinet, contenant de la P-glucanase, des amyla-

ses, des protéases et des lipases, l'addition de l'agent chélatant pouvant être effectuée dans la conduite d'amenee

de la boue ou directement dans le réacteur.

EXEMPLE 3

On mélange 10 m de lisier contenant 6 ' de sub-

stances solides avec 45 g du sel de triammonium de l'acide nitrilotriacétique prédissous dans environ 15 litres d'eau du robinet et on stocke le mélange pendant 1 à 3 heures après avoir bien mélangé. Ensuite, le lisier contenant l'agent chélatant est introduit à des intervalles de cha-

que fois 5 minutes, par portions, dans le réacteur de sta-

bilisation dans lequel se trouve déjà du lisier préchauffé à 33"C. La durée réactionnelle dans le réacteur est de 8

heures. Par mètre cube de lisier contenant de l'agent ché-

latant, on introduit par doses 90 g d'une préparation enzymatique complexe prédissoute dans environ 100 fois la quantité d'eau du robinet, contenant de la -glucanase,

des amylases, des protéases et des lipases, de façon con-

tinue. A l'aide d'un dispositif d'aération intensif, on fait circuler le lisier contenu dans le réacteur et on l'alimente en oxygène. La température du purin s'élève

alors à environ 40 C et reste ensuite sensiblement cons-

tante.

Comme indiqué à l'exemple 1, on épaissit le maté-

riau stabilisé (ici, le lisier) dans un dispositif d'épaississement et il peut ensuite être déshydraté sur des aires de séchage ou de façon artificielle. Le volume du lisier ainsi stabilisé diminue dans le dispositif d'épaississement en comparaison à la matière non traitée

d'environ 40 à 50 Z. L'eau boueuse ainsi obtenue est con-

duite vers une utilisation sans inconvénient.

EXEMPLE 4

m d'eau résiduaire fortement chargée en sub-

stances organiques provenant d'une installation d'élimina-

tion de corps d'animaux et présentant un besoin biochimi-

que en oxygène en 5 jours d'environ 7000 mg/il et présen-

tant une proportion élevée en protéines et en graisses, sont mélangés avec 10 g du sel de triammonium de l'acide nitrilotriacétique prédissous dans environ 5 litres d'eau du robinet. Après écoulement d'une heure, on introduit

l'eau résiduaire fortement chargée en substances organi-

ques et contenant l'agent chélatant, à des intervalles de

chaque fois 20 minutes et par portions à la préétape bio-

logique intensive dans laquelle se trouvent déjà de l'eau résiduaire préchauffée à 33'C. Pour une durée de réaction de 5 heures et en présence de -gl91ucanase, de protéase et de lipase, l'hydrolyse enzymatique et la dégradation microbienne des charges organiques principales de l'eau

résiduaire à traiter se produit. Par mètre cube d'eau ré-

siduaire introduite, on ajoute de façon continue chaque fois 10 g de Pglucanase, de protéase et de lipase qui sont prédissous dans une quantité 500 fois plus grande d'eau du robinet. L'aération de la préétape biologique intensive est obtenue à l'aide d'un dispositif d'aération à haut rendement. Etant donné que la chaleur d'oxydation

* formée n'est pas suffisante pour le maintien de la tempé-

rature réactionnelle nécessaire de 33'C, on chauffe addi-

tionnellement le milieu réactionnel à l'aide de vapeur.

L'eau résiduaire prépurifiée par voie microbienne et enzymatique est amenée, en vue de l'élimination de la

boue formée et des autres substances déposables, à un bas-

sin de décantation finale normalement dimensionné. puis soumis à une étape supplémentaire d'activation lors de laquelle la dégradation biologique de la charge résiduelle d'un besoin biochimique en oxygène en 5 jours est conduite

jusqu'à la valeur limite souhaitée.

EXEMPLE 5

m /h d'eau résiduaire présentant un besoin

biochimique en oxygène en 5 jours de 400 mg/l et une tem-

pérature de 18'C sont aérés dans un bassin d'activation pendant 0,5 heure avec 100 m /h de boue activée. En ce faisant, les matières contenues dans l'eau résiduaire sont

adsorbées par les flocons de boue. Dans un bassin de dé-

cantation finale, on sépare la boue activée. Ensuite, on mélange la boue activée avec 2 g/m d'un mélange du sel de

diammonium et du-sel de triammonium de l'acide nitrilotri-

acétique pendant 0,5 beure. Ensuite, on introduit la boue activée avec addition de 4 g/m3 d'une préparation d'enzyme dans un bassin d'aération couvert et dans lequel règne une température de 32'C. La boue activée est reconduite après

1 heure de temps d'aération dans le bassin d'activation.

EXEMPLE 6

Sous des conditions stériles et dans deux préfer-

menteurs de 5000 1 chacun à 24'C sur une variante du sup-

port nutritif eau de trempage de mais-lactose et en pré-

sence de chaque fois 109 d'un mélange du sel de diammonium et du sel de triammonium de l'acide nitrilotriacétique, on introduit des cultures submergées à croissance discontinue et d'un âge d'environ 20 heures, de Penicillium spec.,

alternativement et à des intervalles de chaque fois 10 mi-

nutes, dans un fermenteur principal de 5000 1 qui contient un milieu de fermentation déjà préchauffé à 35'C. La durée de fermentation dans le fermenteur principal est d'environ 12 heures, c est-à-dire le temps pour lequel la formation

de pénicilline est maximum.

Pour 100 litres de milieu de culture additionné à partir des préfermenteurs, on ajoute, de façon continue et

chaque fois, 0,1 g d enzyme hydrolytique telle que la 0-

glucanase, l'a-amylase, les protéases et les lipases, pré-

dissoute dans 100 fois la quantité d'eau du robinet.

Le milieu de fermentation est mis en circulation à

l'aide d'une pompe et de façon continue pendant la con-

duite non stérile du processus et on maintient à l'aide d'un apport d'énergie thermique (par exemple, vapeur) la

température de fermentation nécessaire.

Par 24 heures, on introduit dans le fermenteur

principal par conséquent 10000 1 de milieu de culture pro-

venant des préfermenteurs, de telle sorte qu'il s'établit un débit de 10000 1/jour. Par rapport à la fermentation normale de pénicilline qui dure en moyenne 100 heures, la durée de fermentation dans le procédé à deux phases n'est

plus que de 36 heures.

Le milieu de fermentation s'écoulant de façon con-

tinue depuis le fermenteur principal, est dirigé vers les

traitements d'élaboration.

Le milieu de fermentation qui contient essentiel-

lement du mycelium autolysé et qui ne contient guère de colloides hydrophiles par suite de l'action hydrolytique des enzymes introduites, ne provoque aucune difficulté au

moment de la filtration.

La fermentation principale peut etre effectuée pendant plusieurs jours de façon ininterrompue alors que les préfermenteurs qui sont uniquement utilisés pour la multiplication du mycelium doivent etre remis en route

chaque fois de nouveau 20 heures avant leur mise en oeu-

vre, ce qui fait que l'on a bseoin pour, la charge continue du fermenteur principal de 5000 1 et en tenant compte des durées de dégradation et de préparation, de 3 paires de

préfermenteurs.

EXEMPLE 7

3. m d'eau résiduaire (besoin biochimique en oxygène en 5 jours = 300 mg/i, P = 10 mg/1) sont aérés dans le bassin d'activation 1 pendant 4 heures. Pendant ce

temps, la biomasse contenant l'Acinetobacter absorbe envi-

ron 5 Z de P. Dans la décantation finale 2, l'eau rési- duaire purifiée (besoin biochimique en oxygène en 5 jours=

mg/l, P = 1 mg/1) est séparée. 50 m /jour de boue recy-

clée sont conduits dans le cycle fermé sans traitement. 50 m3/jour sont mélangés à 0,01 Z de sel de diammonium de l'acide nitrilotriacétique dans le récipient 5 pendant 20 minutes, puis introduits avec addition de 0,02 Z d'enzymes

hydrolytiques (par rapport chaque fois à la teneur en sub-

stances sèches organiques) dans le réacteur 3. Ce réacteur

travaille à une température de 30'C. Au bout de 40 minu-

tes, on recycle la boue de nouveau dans le bassin d'acti-

vation 1.

EXEMPLE 8

m d'eau résiduaire (besoin biochimique en oxygène en 5 jours = 300 mg/1, P = 10 mg/1) sont aérés dans un bassin d'activation 1 pendant 4 heures pour une

charge de boue moyenne à environ 100 Z de boue recyclée.

Pendant ce temps, la biomasse qui se trouve dans le cycle

et celle qui est nouvellement formée absorbent du phos-

phate jusqu'à une teneur de 1,3 / de P. Dans la décanta-

tion finale 2, on sépare l'eau résiduaire purifiée (besoin biochimique en oxygène en 5 jours 30 mg/l, P = 1 mg/l-), et on conduit dans le circuit sans traitement, 86,2 m / jour de boue recyclée. 13,8 m /jour sont mélangés en 0,5

heure avec 0,01 % de sel de diammonium de l' acide nitrilo-

triacétique dans le récipient 5 et introduits avec addi-

tion de 0,02 X d'enzymes hydrolytiques dans le réacteur de

stripage 3.

Celui-cl fonctionne à une température de 35'C. Au bout d'l heure, on introduit la boue dans le flotteur 4. A s cet endroit, on sépare environ 7,5 m /jour d'eau boueuse en même temps que 120 mg/l de P. On recycle 8,3 m /jour

dans le bassin d'activation 1.

* Dans les dessins, les chiffres représentent: 1 bassin d'activation 2 décantation finale 3 réacteur de stripage 4 séparation solide/liquide récipient pour le méinage avec

l'agent chélatant.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé de traitement enzymatique de substances organiques et de biomasses, caractérisé par le fit que

les substances sont introduites avec 0,01 à 1 Z, par rap-

port à la teneur en matières sèches organiques, d enzymes hydrolytiques dans un réacteur qui présente un niveau ce température de 30 à 60 C augmenté d'au moins 10 K et qu'elles sont soumises, dans ce réacteur, à une agitation

pendant 0,5 à 24 heures.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les substances mélangées aux enzymes sont aérées.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caracté-

risé par le fait que les substances sont soumises, avant ou pendant le traitement enzymatique, à un traitement à

l'aide de 0,005 à 0,5 Z, par rapport à la teneur en matiè-

res sèches organiques, d'un agent chélatant.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'en tant qu'agent chélatant, on utilise le

sel de diammonium et/ou de triammonium de l'acide nitrilc-

triacétique.

5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caracté-

risé par le fait que le traitement avec l'agent chélatant est effectué soit dans un réacteur disposé en amont soit

dans la conduite d'alimentation.

S. Procédé selon l'une des revendications 3 à 5,

caractérisé par le fait que des suspensions de microorga-

nismes sont cultivées avec l'agent chélatant en présence d'un excès de matières nutritives et avec introduction

d'oxygène pendant la phase de croissance logarithmique.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la suspension de microorganismes contenant

l'agent chélatant est maintenue sous des conditions stéri-

les de façon discontinue.

8. Procédé selon les revendications 1 et 5, carac-

térisé par le fait que les substances sont introduites

dans le réacteur enzymatique de façon intermittente.

9. Procédé selon la revendication 1, caractériú.

par le fait que l'on introduit dans le réacteur enzymati-

que de la biomasse qui a absorbé des substances organiques dans un réacteur d'adsorption ou d aération, ladite bio- masse étant recyclée dans le réacteur d'adsorption ou

d'aération après le traitement enzymatique.

10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on introduit dans le réacteur enzymatique

de la biomasse qui a accumulé du phosphate en excès.

11. Procédé selon les revendications 1 et 10, ca-

ractérisé par le fait qu'on introduit dans le réacteur enzymatique de la biomasse qui a absorbé du phosphate en excès à l'intérieur d'un réacteur d'aération, la biomasse

étant recyclée dans le réacteur d'aération après le trai-

tement enzymatique.