Dénitrateur (l’élimination des Nitrates en aquarium)



Dénitrateur est un réacteur à soufre qui permet d’éliminer dans les aquariums d’eau de mer des nitrates par dénitratation autotrophe sur soufre, Il doit être utilisé simultanément avec le réacteur  à calcaire pour neutralisé l’acide sulfurique produit dans le Dénitrateur. L’augmentation des niveaux de nitrates dans l’aquarium récifal est sans aucun doute l’un des problèmes les plus rencontrés dans les aquariums d’eau de mer. Les dénitrateurs classiques utilisent le métabolisme des bactéries anaérobies pour réduire les taux des nitrates en azote gazeux. Les bactéries anaérobies ont besoin pour cette tâche une addition des matières gazeuse (sucres, alcools) et une grande hypoxie (manque d’oxygène). On peut réduire à néant les niveaux des nitrates dans l’eau de l’aquarium récifal à l’aide de soufre comme source d’énergie. Ces bactéries (Thiobacillus denitrificans) sont capables de faire disparaître les nitrates de l’eau quand ils sont dans milieu très hypoxique et si un support en soufre est disponible.

L’accumulation des nitrates dans l’eau de l’aquarium

L’accumulation des nitrates dans l’eau de l’aquarium, produits de la dégradation des composés azotés. Les nitrates sont toxiques à des concentrations élevées pour les animaux du bac, notamment les invertébrés et présentent un danger potentiel en cas d’apparition d’un milieu réducteur. Pour limiter la concentration des nitrates dans les aquariums, il est nécessaire d’effectuer des renouvellements partiels d’eau avec une eau pauvre en nitrates ou de réaliser des filtres à algues ou encore de réaliser une dénitratation autotrophe par des thiobactéries sur un support soufré par un dénitrateur. La présence de nitrite dans l’aquarium en assez grande quantité (0.2 mg/L), est dangereux pour les poissons. L’accumulation des nitrites dans l’eau de l’aquarium est due à la dégradation de l’azote en ammoniac ou en ammonium selon la valeur du pH puis en nitrite par plusieurs types de bactérie (Nitrosomonas puis Nitrobacter), et ensuite, le nitrite No2- est oxydé en nitrate. Dans la dernière réaction biochimique que se présente des problèmes, c’est-à-dire une grande accumulation de nitrate dans l’eau de l’aquarium. Dans les bacs surpeuplés dépourvus de végétaux avec un faible éclairage l’apparition des nitrites dans l’eau peut s’effectuer dans le sens inverse du cycle de l’azote: d’autres bactéries comme Pseudomonas stutzeri réduisent par une réaction biochimique les nitrates en nitrites puis en azote N2

La dénitratation autotrophe appliquée par un dénitrateur classique.

De nombreuses bactéries anaérobies (vivants sans oxygène) facultatives placées en milieu hypoxique (un milieu privé d’oxygène) pratiquent la respiration nitrate. Cette voie métabolique demande de l’énergie. il faut donc fournir aux bactéries anaérobies un substrat carboné pour recevoir des électrons, c’est-à-dire des molécules hydrogéno-carbonées (sucres, alcools). Pour obtenir un milieu anoxique (sans oxygène), on peut faire intervenir une importante flore bactérienne aérobie. Il faut filtrer l’eau dans un dénitrateur à travers un important support bactérien en milieu confiné ceci entraîne qu’une petite partie du filtre soit utilisé par les bactéries anaérobies pour pratiquer la respiration-nitrate, le reste du filtre sert à consommer l’oxygène dissous. Cette filtration nécessite un dénitrateur largement dimensionné, le rendement de ce processus est très élevé.

Le filtre dénitrateur pour la dénitratation autotrophe

filtre dénitrateurLe filtre dénitrateur utilisés pour cette dénitratation sont construits en tube PVC avec un volume de 50 à 80 litres. Les supports bactériens utilisés pour la dénitratation autotrophe sont l’argile expansée et le Siporax. Le carbone organique utilisé comme source d’énergie pour les bactéries est sous forme d’acétate ou de méthanol. Ce réacteur dénitrateur nécessite un long délai de démarrage et pendant cette période, la concentration des niveaux des nitrites est très élevée. Ce dénitrateur autotrophe est capable de réduire à néant des quantités importantes de nitrates. Les inconvénients de ce système sont sa grande consommation des sources d’énergie des bactéries (carbone organique) et la nécessité d’un milieu très pauvre en oxygène.

La dénitratation autotrophe par les Thiobacteries appliquée par un dénitrateur à soufre.

filtre dénitrateur  (dénitratation autotrophe à soufre)Thiobacillus denitrificans est une bactérie chimioautotrophe à gram positif capable de pratiquer la respiration-nitrate dans un milieu anaérobie. Ces bactéries ont besoin d’un support et une source d’énergie, il y a diverses formes de soufre qui peuvent servir comme support pour les bactéries et une source d’énergie. Le soufre natif (S°) donne d’excellents résultats.Le principe du filtre dénitrateur pour la dénitratation autotrophe à soufre L’eau de l’aquarium est forcée à circuler à travers un cylindre contenant du soufre.  Les bactéries se développent très rapidement sur ce substrat composé en soufre. Ils transforment les nitrates en azote gazeux (N2), et oxydent le soufre en sulfates non toxiques SO42-  .Les cylindres contenant du soufre peuvent être fabriqués à partir de tubes en PVC de 50, 75, 100 mm ou plus, selon le volume de l’aquarium. Pour un volume de 500 à 600 litres, on a besoin d’un cylindre d’environ 6 à 8 litres. La dimension du soufre est d’environ 4 à 5 mm.  L’eau doit être circulé avec un très faible débit à travers le cylindre par un filtre. Le système démarre très rapidement en 48 heures à 26 °C.

Les avantages du dénitrateur à soufre

 dénitrateur à soufre- Très court délai de démarrage, d’environ 48 heures, par rapport au dénitrificateur classique (de dénitratation hétérotrophe) qui peut prendre un délai de démarrage d’environ 30 jours. – L’autonomie totale du réacteur dénitrateur à soufre, On n’a pas besoin d’ajouter des matières nutritives gazeuses (comme le glucose, le méthanol ou autre), les bactéries tirent leur énergie du soufre qu’ils s’oxydent en sulfates – L’hypoxie (manque d’oxygène) nécessaire à ce processus est beaucoup moins inférieure que pour un dénitrificateur classique, le débit dans la cartouche peut être plus importante, ce qui exclut tout risque de produire des composés indésirables tels que l’hydrogène sulfuré, mais il est préférable d’utiliser un faible débit. La quantité maximale de nitrates éliminée dans l’eau est d’environ 3 kg par m3.

Les inconvénients du dénitrateur à soufre

- Une libération de sulfates en quantité plus ou moins égale à la quantité de nitrates utilisés. Cependant, aucune toxicité n’a été rencontré dans les aquariums équipés par ce réacteur dénitrateur à soufre, la concentration des sulfates dans  l’eau de mer naturelle est élevée (près de 2 700 mg / l). Ce paramètre doit être surveillé. – L’acidité de l’eau diminue le pouvoir tampon, le pH se situe entre 6,2 et 7,4.  Le dénitrateur à soufre doit être utilisé simultanément avec le réacteur  à calcaire pour neutralisé l’acide sulfurique produit dans le Dénitrateur et pour augmenter le pH de l’eau. Le réacteur  à calcaire est un cylindre de filtration remplie de corail aragonite ou écrasé.

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