Dysfonctionnement d'Une Filière de Traitement Des Eaux Usées

Dysfonctionnement d’une lière de traitement des eaux EN

2009

Traitement Traitement des eaux usées

SOMMAIR

INTRODUCTION............................................................................................3 I.

Les prétraitem prétraitements ents..... .......... .......... .......... ........... ............ ............ ............ ............ ............ ............. .................. ..................4 .......4 1. Les difér diférents ents types types de prétrait prétraitement. ement...... .......... .......... .......... .......... ................. .......................4 ...........4 a. Le dégriage. dégriage...... .......... .......... .......... ........... ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ................ ..........4 4 !. Le dégraissag dégraissage e et dés"uiage dés"uiage..... .......... .......... .......... ........... ............ ............ ............ ................ ...............4 .....4 #. Le dessa!ag dessa!age.... e......... .......... ........... ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ .........4 ...4 $. Dys%&n#ti& Dys%&n#ti&nneme nnement nt des des &u'rages &u'rages de prétrait prétraitement. ement...... ........... ................. ...............4 ....4 a. Dégrieur.. Dégrieur....... .......... ........... ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ......( ( !. Dégraisseu Dégraisseur..... r.......... .......... .......... .......... .......... ........... ............ ............ ............ ............ ................. ...................... ...............( ....( #. Déssa!eur Déssa!eur..... .......... .......... .......... .......... ........... ............ ............ ............ ............... ..................... ....................... .................) ......)

II. Les traiteme traitements nts primair primaires es et p"ysi#&*#"i p"ysi#&*#"imi+ue mi+ues..... s.......... .......... .......... ........... ................ ..........) ) 1. R,e du traitement traitement primaire.... primaire......... ........... ............ ............ ............ ............. .................. ...................... .............) ..) $. Dys%&n#ti& Dys%&n#ti&nneme nnement nt du traitem traitement ent primair primaire..... e.......... .......... .......... ................ .............................III. III.

Les Les traite traitemen ments ts se#&nd se#&ndair aires. es.... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ...... ..

I/. I/.

L0épur L0épurati ati&n &n des des eaux eaux usées usées par par es es !&ues !&ues a#ti a#ti'ée 'ées.. s..... ....... ........ ........ ........ ........ ....... ...

1. Rappe Rappe des prin#ipes.. prin#ipes........ ............ ............ ............ ............ ............ ............ .............. ................... .....................1 ..........1 $. Rappe Rappe sur a !i&&gie !i&&gie des des !&ues a#ti'ée a#ti'ées..... s.......... .......... .......... .......... .......... ........... ...........1 .....1

!" les di#ére di#érents nts ty$es ty$es de dysfon dysfoncti ctionn onneme ement nt.............................1$ a. Les pr&!2mes pr&!2mes a'e# !a#téri !a#téries es ament amenteuses euses..... .......... ........... .............. .................1$ .........1$ !. Les pr&!2mes pr&!2mes sans !a#téries !a#téries amenteu amenteuses ses en ex#2s.. ex#2s..................14 ................14

%" Mét& Mét&od odes es de lutt lutte e.........................................................................1 #. 5#ti&n 5#ti&n pré'enti pré'enti'e.... 'e......... .......... .......... ........... ............ ............ ............ ................. ...................... .....................1 ..........1 d. 5#ti&ns 5#ti&ns #urati'es. #urati'es...... ........... ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ................. ...................... ...........$1 $1 /. Le agunage agunage nature.... nature......... .......... .......... .......... .......... ........... ............ ............... ..................... ....................... ...............$4 ....$4 1

Traitement Traitement des eaux usées 1. Les mé#ani mé#anismes smes !i&&gi+ !i&&gi+ues ues en 6eu....... 6eu............. ............ ............ ............ ................. ...................$4 ........$4 $. Les dys%&n dys%&n#ti&n #ti&nnemen nements ts &!ser'és. &!ser'és....... ............ ............ .............. ................... ....................... ..............$( ..$( e. C"ange C"angemen mentt de #&ueu #&ueurr et dé'e& dé'e&ppe ppemen mentt de #yan&! #yan&!a#t a#téri éries....$( es....$( 3. Nuisan#es Nuisan#es &%a#ti'es.. &%a#ti'es....... .......... .......... .......... .......... ........... ............ ............ ............ ............ ............ ................ ...........$) .$) 4. 7r&i%ér 7r&i%érati&n ati&n des agues.... agues......... .......... ........... ............ ............ ............ ............ ............ ................. ...................$ ........$) ) (. 7r&i%ér 7r&i%érati&n ati&n de dap"nies... dap"nies........ .......... .......... .......... .......... ........... ............ ............ ............ ............ ............ .........$) ...$) ). 5ppariti&n 5ppariti&n de enties enties d0eau......... d0eau.............. .......... .......... .......... ........... ............ ............ ............ ............ .........$...$-. 8&ttants 8&ttants et dégraiss dégraisseur9 eur9 sur# sur#"arg "arge e en t:te....... t:te................ .................... ......................$...........$. ;aintien ;aintien d0un ni'eau ni'eau d0eau d0eau minima minima dans dans es !assins...... !assins......................$................$. Les pr&!2mes pr&!2mes !i&&gi+ues !i&&gi+ues parti#uiers parti#uiers..... .......... .......... ................. ....................... ..................$ .......$ a. 5rri'ée 5rri'ée d0e
LE= LIT= >5CTERIE >5CTERIEN=... N=......... ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............. ...............$ ........$ 

1. Les mé#anismes mé#anismes !i&&gi+ue !i&&gi+ues s et et "ydrau "ydraui+ues i+ues en 6eu........................$ 6eu........................$ $. 7rétrait 7rétraitement ement et traitem traitement ent primair primaire e en am&nt du it it !a#térien.......$ !a#térien.......$ 3. Les dys%&n dys%&n#ti&n #ti&nnemen nements ts &!ser'és &!ser'és sur sur terrain..... terrain.......... .......... .......... ............. ...............31 .......31 a. Les p"én&m2nes p"én&m2nes es pus pus #&uram #&uramment ment &!ser'és... &!ser'és........ .......... ................. ..............31 ..31 !. L0anayse L0anayse des pr&!2mes pr&!2mes de dys%&n#ti& dys%&n#ti&nneme nnement......... nt...........................3$ ..................3$ 4. Des te#"ni+ues te#"ni+ues p&ur améi&rer améi&rer a +uaité +uaité des eaux traitées.............3$ traitées.............3$ CONCLU=ION....................... CONCLU=ION........................................................... .......................................................................34 ...................................34

$

Traitement des eaux usées

I'(ROD)*(IO' La stati&n d0épurati&n reste un &uti %&ndamenta p&ur a pr&te#ti&n des miieux natures. La 'a&risati&n de 0image de a stati&n passe par un ensem!e de disp&siti&ns +ui s&nt ? prendre en #&nsidérati&n d2s 0éa!&rati&n du pr&6et en #&mmen@ant par e #"&ix de 0empa#ement du site et a !&nne exp&itati&n de a stati&n9 d&n# a #&nnaissan#e des diférant types de dys%&n#ti&nnement A!i&&gi+ues et p"ysi#&*#"imi+ueB reste un m¥ e#a#e p&ur identier es #auses et par a suite tr&u'er es s&uti&ns adé+uates a n d0assurer e !&n %&n#ti&nnement de a stati&n. L0&!6e#ti% %&ndamenta de #e tra'ai est  D0app&rter une aide prati+ue ? 0identi#ati&n des diférents types de dys%&n#ti&nnements9 D0en expi+uer es #auses prin#ipaes9 De pr&p&ser des mesures pré'enti'es Aau ni'eau de a #&nstru#ti&n &u de a gesti&n de a stati&nB et #urati'es de utte.

3


I"

+es $rétraitements Les disp&siti%s de prétraitement s&nt présents dans t&utes es

stati&ns d0épurati&n9 +ues +ue s&ient es pr&#édés mis en u're ? 0a'a. Is &nt p&ur !ut d0éiminer es ééments s&ides &u parti#uaires es pus gr&ssiers9 sus#epti!es de g:ner es traitements utérieurs &u d0end&mmager es é+uipements  dé#"ets '&umineux AdégriageB9 sa!es Adessa!ageB et #&rps gras Adégraissage F dés"uiageB.

1. Les diférents types de prétraitement a" +e dé,rilla,e Le dégriage #&nsiste ? %aire passer es eaux usées au tra'ers d0une grie d&nt es !arreaux9 pus &u m&ins espa#és9 retiennent es ééments es pus gr&ssiers. 5pr2s nett&yage des gries par des m¥s mé#ani+ues9 manues &u aut&mati+ues9 es dé#"ets s&nt é'a#ués a'e# es &rdures ménag2res. Le tamisage9 +ui utiise des gries de pus %ai!e espa#ement9 peut par%&is #&mpéter #ette p"ase du prétraitement.

-" +e dé,raissa,e et dés&uila,e Les graisses #&ntenues dans es eaux usées s&nt éiminées par G&ttati&n. LHin6e#ti&n dHair au %&nd de H&u'rage permet a rem&nté en sur%a#e des #&rps gras9 es graisses s&nt ainsi ra#ées ? a sur%a#e9 puis st&#ées a'ant dH:tre éiminées.

c" +e dessa-la,e Les sa!es et es parti#ues d&nt a 'itesse d0é#&uement est in%érieure ? 93 mJs d&i'ent :tre rapidement éiminés dans a #"aine de traitement en 'ue d0é'iter 0a!rasi&n des #&rps9 des p&mpes9 des 4


é+uipements mé#ani+ues9 e #&matage des tuyauteries9 et eurs a##umuati&ns dans es réser'&irs ? !&ues &u dans e digesteur.

$. Dys%&n#ti&nnement des &u'rages de prétraitement

Le bon fonctionnement des ouvrages constituant les prétraitements est important quelle que soit la taille de la station. Leur défaillance a une incidence négative sur le rendement épuratoire global. Même si ces équipements ont des rendements modestes en terme d’abattement de pollution, ils ont une fonction majeure de protection des équipements situés en aval. En règle générale, les principales recommandations sont la limitation des temps de séjour de l’eau dans les ouvrages et l’extraction rapide des refus de traitement. a Dé,rilleur

on r!le est une protection mécanique des pompes et permet de limiter aussi la présence de dép!ts et filasses dans les ouvrages " l’aval. #l est nécessaire de concevoir un dispositif de récupération des refus efficace et facile d’exploitation afin d’éviter son b$%pass &ex ' canaux restant " sec en l’absence de passage d’effluents(. )et ouvrage doit être régulièrement netto$é et maintenu en bonnes conditions de fonctionnement en particulier en période *ivernale o+ le gel est souvent " l’origine de son b$%pass. - Dé,raisseur

a fonction consiste " faire remonter les matières grasses en surface de manière " permettre leur récupération et leur élimination. our cela, une attention particulière devra être portée " l’obtention d’une -one calme permettant de concentrer les graisses flottantes dans une -one périp*érique o+ leur reprise sera efficace. )eci est obtenu pour les dégraisseurs aérés en adaptant la puissance d’aération aux dimensions de l’ouvrage. #l convient également d’éviter des temps de séjour de l’eau importants &engendrant des fermentations( en adaptant le dimensionnement de l’ouvrage " la montée en c*arge de la station. insi, sur des installations " plusieurs fi les, le nombre d’ouvrages alimentés est " adapter au débit " traiter. (


En terme d’exploitation, l’évacuation régulière des flottants est " réaliser. La présence de mauvaises odeurs et/ou d’un effluent de couleur gris0tre en sortie des prétraitements sont indicateurs de d$sfonctionnements de ce poste. 1 noter qu’une température élevée de l’effluent peut limiter l’efficacité du dégraisseur dans le captage des graisses collo2dales qui " ces températures sont plus facilement miscibles " l’eau. )es graisses peuvent alors se figer sur les bassins en aval o+ l’éc*ange t*ermique diminue la température de la liqueur mixte. )es conditions se rencontrent principalement sur les effluents de l’industrie agro%alimentaire qui génèrent des quantités de graisses importantes. c Déssa-leur

Les équipements en place doivent permettre une évacuation quotidienne des dép!ts. Le s$stème d’évacuation doit être le plus simple et le plus robuste possible. 3es vitesses ascensionnelles comprises entre 45 et 65 m.* %4 sont sou*aitables. 3e très faibles vitesses occasionnent des dép!ts organiques difficilement gérables &r!le de décanteur primaire(. II"

+es traitements $rimaires et $&ysico.c&imi/ues

1 R,e du traitement primaire

près les prétraitements, il reste dans l’eau une c*arge polluante dissoute et des matières en suspension. Les traitements primaires ne portent que sur les matières particulaires décantables. Les traitements p*$sico%c*imiques permettent d’agglomérer ces particules par adjonction d’agents coagulants et floculant &sels de fer ou d’alumine, c*aux...(. Les amas de particules ainsi formés, ou 7flocs8, peuvent être séparés de l’eau par décantation ou par flottation. Les stations p*$sico%c*imiques sont adaptées aux contextes touristiques saisonniers o+ les variations de c*arge peuvent être très brutales sur une courte période. )es traitements &qui ne s’imposent que dans certaines filières de traitement( permettent d’enlever une quantité importante des matières en suspension. La pollution dissoute n’est que très partiellement traitée. )


$ Dys%&n#ti&nnement du traitement primaire

La présence d’un décanteur primaire est un facteur favorable au développement filamenteux pour deux raisons principales ' K Le faible lestage du floc par diminution de la fraction particulaire9 K L’état de carence nutritionnelle &carbone( aggravée pour les bactéries du floc du

bassin d’aération. :ne proportion élevée &supérieure " ;5 <( de 3)= soluble de l’effluent d’entrée engendre un floc léger, peu lesté. 3e plus, cette fraction peut être constituée de composés facilement assimilables, éléments favorables " certaines bactéries filamenteuses. 3e manière générale, la fraction soluble de la 3)= représente >5 < de la 3)= totale. Les matières en suspension ont un effet doublement positif sur la décantabilité de la boue, elles favorisent ' K La structure, la co*ésion et le lestage du floc9 K :ne meilleure accessibilité et une augmentation de la disponibilité en substrat pour

les bactéries du floc. :n rapport ME entrée/3?=; de l’ordre de 4 est normal. 3e faibles concentrations en ME, &inf " 455 mg.l %4 ou rapport ME/3?=; inférieur ou égal " 5,@( correspondent en général " des stations équipées de décanteur primaire ou recevant des effluents industriels c*argés en matière organique soluble. Aoutefois, dans le cas o+ un décanteur primaire est retenu, la possibilité d’un b$%pass partiel et modulable doit être prévue &lestage du floc(. Le surdimensionnement de l’ouvrage est " éviter afin de limiter le temps de séjour de l’eau &maximum de deux *eures(. :ne extraction régulière des boues est nécessaire afin de maintenir un faible volume de boue en fond du décanteur. Le maintien d’une concentration en boue inférieure " 4; g.l%4 permet de limiter le temps de séjour de la boue. -


Le décanteur primaire a$ant souvent vocation " être une étape de finition des prétraitements, les flottants devront être évacués régulièrement vers la filière boue et non retournés en tête de station. En cas de sous%c*arge de l’installation et dans la mesure du possible, il est fortement sou*aitable de b$%passer cet ouvrage. 3ans ce cas, il est important de veiller au bon fonctionnement des étapes du prétraitement et de maBtriser l’aération dans le bassin d’aération. III"

+es traitements secondaires Le traitement secondaire se fait le plus couramment par voie biologique. :ne

voie p*$sico%c*imique peut la remplacer ou plus souvent sC$ ajouter pour favoriser la floculation et la coagulation des boues. Les principaux t$pes de traitements secondaires sont cités dans le tableau ci%dessous ' (a-leau  1 *lassement des $rocédés d’é$uration des eaux usées

lusieurs paramètres interviennent dans le c*oix de la mise en place d’un t$pe de traitement. Mais les plus utilisés au Maroc sont le lagunage naturel, les boues activées et le c*enal algal " *aut rendement. I"

+’é$uration des eaux usées $ar les -oues acti3ées #l s’agit d’un traitement secondaire, qui consiste " dégrader la matière organique

en mettant les eaux usées en contact avec une culture bactérienne. Les eaux collectées 


seront aérées, ce qui favorise le développement d’une culture bactérienne dégradant la matière organique polluante. Les microorganismes s’agglomèrent en formant des flocons qui se déposent, et qui seront en partie approximativement D5 pour cent rec$clés pour accélérer l’épuration et éliminer la c*arge bactérienne morte. Les étapes et les instruments d’épuration des eaux par boues activées sont les suivants ' % Les Prétraitements ' our éliminer les objets tels que les plastiques, les sables, les graisses, qui pourraient nuire " la suite du traitement. - Décanteur primaire &facultatif( ' élimination de la ME

La rétention par décantation d’une fraction importante des ME permet de réduire la taille du bassin d’aération puisque environ >5 < des matières organiques sont piégées par décantation primaire. - Bassin d’anaérobiose ' élimination des p*osp*ates

Le passage régulier des bactéries par un ouvrage o+ sont absents l’ox$gène et les nitrates, initie un processus de stocage interne particulier de p*osp*ore permettant la dép*osp*atation biologique. - Bassin d’anoxie ' élimination des nitrates

Le retour des nitrates formés en aération dans un bassin dépourvu d’ox$gène &en anoxie( permet aux bactéries d’utiliser l’ox$gène des nitrates comme source d’énergie9 elles procèdent ainsi " la dénitrification qui résulte en a-ote ga-eux retournant " l’atmosp*ère. - Bassins d’aération '

?assins o+ la fourniture d’ox$gène est assurée, c’est l" o+ se passe l’essentiel de l’ox$dation de la matière organique, la nitrification de l’a-ote ammoniacal et la capture du p*osp*ore. - Décanteur secondaire &clarificateur('

)e décanteur permet la séparation par décantation et l’extraction des boues en excès, ce qui permet de maintenir une biomasse appropriée dans les bassins de traitement, notamment le bassin d’aération. Le décanteur secondaire est la base de cette tec*nique 


d’épuration, et une mauvaise décantation affecte l’environnement. Le sc*éma suivant représente le floF s*eet de la station d’épuration par boues activées. 1 Rappe des prin#ipes

L’épuration biologique des eaux résiduaires par le procédé des boues activées est principalement basée sur l’activité métabolique de cultures bactériennes maintenues en suspension en état aérobie dans le bassin d’aération alimenté par l’eau " épurer. L’efficacité et la fiabilité de l’épuration restent étroitement dépendantes du bon déroulement de la p*ase de décantation, celle%ci constituant, en effet, le dernier maillon de la c*aBne de traitement avant rejet au milieu naturel. La séparation boue%eau traitée par sédimentation est assurée par le décanteur secondaire ou clarificateur placé " l’aval du bassin d’aération &figure 4(.

Figure 1 – Schéma général du procédé de traitement des eaux résiduaires par boues activées

Aoute défaillance dans l’exploitation des ouvrages augmente les risques de d$sfonctionnements et, par conséquent, diminue les potentialités de la station. Les exemples dans ce domaine sont nombreux, mais il convient simplement de rappeler que pour la conduite d’une station d’épuration, un personnel bien informé assurant un suivi régulier reste le meilleur garant de la qualité du traitement. 3. Rappe sur a !i&&gie des !&ues a#ti'ées

La boue activée est constituée de l’ensemble G floc%eau interstitielle H. Le floc désigne un agglomérat composé de particules &ou débris( diverses &végétales, animales, minérales( et de colonies bactériennes. 1

Traitement des eaux usées Le liuide interstitiel représente dans la plupart des stations la qualité des eaux

de sortie. )’est donc un indicateur du niveau de traitement. insi, plus la c*arge massique est élevée, moins le niveau de traitement sera élevé et plus l’eau interstitielle contiendra de bactéries dispersées. La micro!aune est composée d’animaux microscopiques nommés proto-oaires

et méta-oaires &figure 6(. )es organismes participent " l’élimination des bactéries libres qui constituent leurs proies et " la co*ésion du floc par leurs déjections. Leur observation au microscope, donne des indications sur la qualité du traitement et peut révéler rapidement d’éventuelles anomalies de fonctionnement.

Figure " # $bservation microscopiue # !loc% micro!aune et liuide interstitiel

Les bactéries peuvent se développer selon trois t$pes de croissance ' Dispersée ' les bactéries sont libres les unes par rapport

aux autres dans le liquide interstitiel. )ette situation s’observe lors du démarrage de la station, en condition de forte c*arge massique. Les nouvelles cellules peuvent se disperser ou bien rester groupées au sein d’une colonie structurée par un mucilage exoplo$sacc*aridique. Figure & # 'roissance dispersée

Floculée ' les bactéries sont regroupées en amas, très

souvent autour d’un support organique ou minéral. La co*ésion de l’ensemble est assurée par la production d’exopol$sacc*arides. )e t$pe de croissance est Figure ( # 'roissance !loculée

11

rec*erc*é dans le traitement de l’eau usée.


Filamenteuse' lors de la multiplication cellulaire, la

séparation des cellules mère et fille n’a pas lieu en totalité, les cellules mère et fille restent en contact voire partagent une paroi cellulaire. )e t$pe de croissance, que l’on observe également c*e- les c*ampignons conduit " la formation de filaments pouvant atteindre ;55 Im de long. Les conditions du milieu sont un facteur déterminant. 4i,ure 5 1 *roissance

%" les di#érents ty$es de dysfonctionnement a +es $ro-lèmes a3ec -actéries lamenteuses

Les principaux d$sfonctionnements dus aux bactéries filamenteuses sur station se manifestent sous deux formes ' K Le foisonnement' mauvaise décantation de la boue suite " une augmentation du

volume occupé par celle%ci, K Le moussage' formation d’une couc*e épaisse de mousse en surface des ouvrages.

Les causes sont bien souvent d’origines multiples &conception, exploitation, composition de L’effluentJ( et le c*oix des solutions nécessite une anal$se globale ' conception, fonctionnement et exploitation de la station. i.

Le foisonnement Le foisonnement &buling en anglais( est caractérisé par un indice de boue

supérieur ou égal " 655 ml.g %4. u%del" de 4;5 ml.g%4, des difficultés de décantation apparaissent. :n développement filamenteux important limite fortement les capacités *$drauliques du clarificateur et peut entraBner des départs de boue dans le milieu naturel. 3ans la station, le foisonnement est souvent associé " '

1$


•

une détérioration de la qualité du rejet en cas de perte de boue épisodique ou

•

c*ronique 9 un floc légèrement floconneux avec un volume décanté important lors du test de décantation, qui rend impératif la dilution des éc*antillons de boue. L’indice de boue est alors supérieur " 655 mL.g%4. Lors de l’observation microscopique, on observe une densité importante de microorganismes filamenteux.

4i,ure ! 1 (ests de décantation en é$rou3ettes 1 e#et de la dilution 6dilutions successi3es au demi7

ii.

Les mousses biologiques Les mousses forment des amas de flottants très stables de couleur marron clair "

foncé et de structure visqueuse. Leur densité tend " s’accroBtre progressivement au cours du temps. )es mousses sont peu déstructurées par une agitation de surface et reforment rapidement. :n tapis uniforme en absence d’agitation. Les bulles de gafavorisent la flottation. )es flottants constituent un milieu favorable au développement privilégié de certaines bactéries filamenteuses responsables de moussage.

13


4i,ure 8 1 Mousse -iolo,i/ue en surface de -assin d’aération

3ans ces mousses, l’anal$se microscopique révèle très souvent la présence importante de bactéries filamenteuses associées " des flocs ou libres dans l’eau interstitielle. En règle générale, la densité de ces microorganismes spécifiques est plus élevée dans les éc*antillons de mousse que dans ceux prélevés directement dans les boues. 3ans certains cas extrêmes, on a calculé que les mousses peuvent représenter jusqu’" 4/> de la biomasse totale, avec des concentrations en matières sèc*es pouvant atteindre 455 g.l%4, voire des *auteurs dépassant un mètre. Les paramètres de fonctionnement &c*arge massique( et d’exploitation de la station sont alors fortement dégradés par cette situation &diminution du transfert d’ox$gène(. d" +es $ro-lèmes sans -actéries lamenteuses en excès

iii.

Les mousses de démarrage )es mousses blanc*0tres et légères se développent rapidement dès la mise en

service de La station d’épuration. Elles disparaissent lorsque la boue activée arrive " maturité &début de floculation, amorce d’un traitement carboné et c*arge massique inférieure " 4,; g 3?= ;.g%4 MK.j%4(. L’efficacité limitée &3)= et 3?=; de sortie élevée, tensioactifs(. )e problème peut également survenir lors d’un incident majeur ' arrivée d’un toxique a$ant provoqué la destruction d’une part importante de la biomasse. En règle

14


générale, la situation se normalise rapidement &une " deux semaines( " l’exception des cas les plus graves &toxicité aigu( o+ les difficultés peuvent perdurer.

4i,ure  1 Mousse -lanc&e de démarra,e en surface de -assin d’aération"

iv.

utres mousses )es mousses, similaires " celles de démarrage, sont souvent liées " l’utilisation

massive de détergents même biodégradables &apports industriels(, " l’apport important de matières organiques collo2dales &sang,J( ou " l’arrivée d’*$drocarbures.

4i,ure : 1 Mousse -lanc&e de déter,ents en surface de -assin d’aération

1(


v.

Les matières flottantes )es flottants instables se caractérisent par la présence de particules de boues

non associées " des bactéries filamenteuses. :n simple arrosage &ou averse de pluie( suffit " les rabattre. La couleur est un bon critère de détermination de leur origine qui peut être variée &tableau 4(. Ta!eau $  C&ueur des G&ttants

I est impérati% d0é'a#uer #es G&ttants insta!es p&ur é'iter de passer ? une %&rme sta!e.

vi.

3énitrification :ne structure instable facilement désagrégée par l’agitation ou par temps de

pluie en raison de la présence de microbulles d’a-ote ga-eux produites par le processus de dénitrification au sein des flocs. :ne observation microscopique ne révèle pas d’anomalie particulière &peu de bactéries filamenteuses(. )es flottants se forment principalement sur le clarificateur &igure N(. #ls sont liés " une dénitrification insuffisante en amont du clarificateur.

1)


Figure ) #

Les raisons de cette installation peuvent être une sous%c*arge organique entraBnant une GG sur%aération H rendant ainsi l’ox$gène disponible pour la nitrification. Le p*énomène est aggravé par une température élevée permettant une croissance rapide des bactéries nitrifiantes. vii.

ermentation des boues )e t$pe de flottants est caractérisé par une couleur noir0tre associée " des

odeurs désagréables et " un bullage. Leur aptitude " flotter s’explique par la présence de ga- &mét*ane( généré par des réactions anaérobies de dégradation de la matière organique. Les principales causes d’apparition sont ' •

un défaut de raclage du radier &mauvaise adaptation de la racle au radier ou racle décroc*ée( 9

1-


•

les -ones mortes, sous la goulotte interne du clarificateur ou sur les montants du

•

pont racleur, sur le puits central du clarificateur ou sur le puits de recirculation 9 une agitation insuffisante dans certaines -ones du bassin &puissance mise en

•

viii.

Ouvre insuffisante( 9 une sous%aération importante. Piveau anormal du lit

)ette expansion se caractérise par un voile de boue élevé dans le clarificateur et peut s’accompagner de pertes de boue ponctuelles lors d’"%coups de c*arge *$draulique. . L’indice de boue ne révèle pas forcément des valeurs incorrectes mais nécessite de fortes dilutions lors du test en éprouvette. L’observation microscopique montre un floc bien formé. La qualité de traitement, *ors épisode de perte de boue, est satisfaisante.

Figure – *oile de boue haut dans le clari!icateur

Les causes sont une combinaison de différents facteurs ' • •

• •

une concentration en boue trop forte dans le bassin d’aération 9 un d$sfonctionnement du poste de recirculation &panne ou dimensionnement trop faible( 9 un indice de boue élevé et/ou une surc*arge *$draulique. un problème de raclage dans le clarificateur Quand la situation perdure, le temps de séjour de la boue dans le clarificateur

augmente et devient la cause du développement de bactéries filamenteuses. ix.

3éfloculation et floc léger 1


La défloculation est caractérisée par une déstructuration du floc et se manifeste par une augmentation de la turbidité de l’effluent de sortie. Lors de l’observation microscopique, on observe une microfaune peu nombreuse ou peu diversifiée, voire absente &problème de toxiques( Les origines sont donc ' • •

l’apport de toxiques rejetés par certaines industries 9 la présence de fortes concentrations de sel dans le réseau &intrusion d’eau de mer( 9 qui modifie rapidement la pression osmotique dans les bactériesR

•

entraBnant une destruction des cellules par plasmol$se 9 des conditions de c*arges massiques extrêmes &très forte S un "%coup S ou très

•

faible( 9 une nitrification excessive avec c*ute du pT. #l est possible de combiner différentes tec*niques pour optimiser l’efficacité du

traitement. 5" Mét&odes de lutte e" Action $ré3enti3e 3evant la complexité des problèmes relatifs au foisonnement et face " la diversité des options tec*niques qui peuvent être utilisées, une démarc*e pragmatique est nécessaire. Elle doit s’appu$er sur les données tec*niques recueillies dans le cadre d’une étude préalable comprenant deux p*ases principales ' K )aractérisation précise du problème &diagnostic du foisonnement, t$pe de

filamentsJ(. )ette caractérisation permet d’éviter par exemple, la confusion entre foisonnement et d’autres mécanismes &par exemple ' dénitrificationJ(. 3e plus, une identification précise du fi lament oriente la rec*erc*e du ou des facteurs déclenc*ant son développement. K Utude approfondie de la station afin de mettre en évidence les origines supposées du

p*énomène et d’éventuels facteurs aggravants &conception, paramètres d’exploitation, J(.

1


Malgré les délais inévitables qu’ils engendrent, ces examens sont les garants de l’efficacité " long terme de la tec*nique curative c*oisie. )e c*oix doit également tenir compte de l’acuité du p*énomène et de son caractère permanent ou occasionnel. x.

Vappel des actions sur le réseau

La présence de sulfures et/ou la mesure de potentiels d’ox$doréductions bas confirment la nécessité de mettre en place des tec*niques pour améliorer la qualité des eaux " traiter. 3eux approc*es sont envisageables ' K Uviter l’anaérobiose dans le réseau par l’ajout d’un ox$dant' ox$gène &air(,

perox$de d’*$drogène, nitrates, K Araiter les composés issus de l’anaérobie &sulfures( par précipitation " l’aide d’un

sel métallique ou par stripping avec traitement de l’*$drogène sulfuré &mise en place d’un réacteur(. xi.

aramètres d’exploitation de l’installation :ne vérification de l’ensemble des paramètres clés doit être réalisée avant toute

action curative &ox$génation, c*arge massique, taux de recirculation, temps de séjour dans les ouvrages, puissance d’agitation,..(. Les valeurs classiques de fonctionnement sont les suivantes ' K ME inférieure " @ g.l% 4 et stabilité de la c*arge massique9 K Uvacuation des flottants de tous les ouvrages9 K )ontr!le et évacuation d’éventuels dép!ts9 K Aaux de recirculation des boues' proc*e de 4;5 < du débit d’entrée9 K Aeneur en ox$gène dissous supérieure " 4 mg.l%4 &traitement du carbone( et

supérieure " 6 mg.l%4 &traitement de l’a-ote(, &" coupler avec le redox(9 K Aemps d’arrêt de l’aérateur inférieur " 6 *eures consécutives9 K Kitesse au niveau du clifford inférieure " 6,; cm.sec%4 9 K Wone de contact bien gérée &temps de séjour,J( 9 K )omplémentation de l’effluent sur les valeurs 3?= ;/P%PT@X/%=@>% proc*e de

455/;/4.

$


f" Actions curati3es

=n constate en général que la détérioration de l’indice de boue n’est qu’exceptionnellement brutale et l’expérience montre que de nombreuses stations souffrent d’un foisonnement latent permanent. Les manifestations aigus ne constituent en fait qu’une amplification du p*énomène lié " la variation brutale d’un des paramètres de fonctionnement de la station &réglages déficientsJ(. 3ans tous les cas, après avoir solutionné le problème aigu, il conviendra de modifier les réglages ou de mettre en place d’autres tec*niques moins contraignantes sur les plans exploitation et économique. #l est rappelé une fois de plus que la première action est d’avoir un taux de boue stable et le plus bas possible dans le bassin d’aération en fonction de la valeur de la c*arge massique sou*aitée, bien évidemment compatible avec une bonne épuration. xii. 

Lestage ou coagulation%floculation Lestage ' )ette tec*nique est basée sur l’ajout de substance de masse volumique élevée,

le plus souvent minérale, qui s’associant au fl oc bactérien améliore sa décantation. )ependant, cette solution n’est qu’un palliatif et ne doit être utilisée que sur de courtes périodes. )eci permet de limiter les pertes de boue pendant la mise en place de solutions durables. Le lestage est intéressant pour reconstituer un floc bactérien suite " des pertes de boue importantes &modification de la c*arge massique(. 3e nombreux produits sont disponibles et il conviendra d’en estimer leur coYt économique et leur efficacité par des essais en jar%test. 

)oagulation S floculation ' )ette tec*nique permet le rassemblement des petits flocs et améliore ainsi leur

vitesse de sédimentation. Les principales substances utilisées sont rassemblées dans le tableau suivant ' Aableau 45 S Liste des produits utilisés pour lester le floc Aableau 45 S Liste des produits utilisés pour lester le floc $1


Aableau 45 S Liste des produits utilisés pour lester le floc

#l est " noter que les conditionnements sous forme liquide sont plus faciles " mettre en Ouvre. Leur efficacité n’est pas garantie et il est sou*aitable de réaliser des essais préalables. Le lestage du floc peut aussi être assuré par l’ajout de boue issue d’une station d’épuration proc*e dont l’indice de boues est correct &de l’ordre de 455 ml.g%4 de ME( ou par le b$pass d’une partie des eaux de l’étage primaire &lorsqu’il $ en a un( pour lester le floc par la fraction particulaire issue des eaux brutes. 3ans tous les cas, la quantité des filaments présents n’est pas modifiée mais l’indice de boue est rapidement amélioré. L’ajout de produits peut engendrer certaines difficultés en particulier ' K vec des agitations insuffisantes, l’ajout de produits lestants provoquera des dép!ts9 K En cas de dosage trop important, l’ajout de coagulant pourra diminuer la quantité de

nutriments disponibles pour les bactéries &précipitation des ort*o%p*osp*ates, par exemple(. #l ne faut pas oublier que l’adjonction permanente de réactifs induit un accroissement substantiel des c*arges financières d’exploitation &équipements complémentaires, ac*ats de réactifs, augmentation du volume des bouesJ(. #l est important de bien tenir compte de l’augmentation de la concentration en ME dans le s$stème non corrélée " une augmentation des MK pour gérer les extractions. L’utilisation de ces réactifs nécessite le port de lunettes, gants et vêtement de protection. $$

Traitement des eaux usées 

Les ox$dants ' )es solutions font appel " des agents c*imiques &ox$dants puissants( qui ont

entre autres, une action bactéricide sur les boues ' c*lore &eau de Zavel(, T6=6, acide peracétique. Leur ajout entraBne en particulier une modification de la structure de la boue par rupture des filaments. Les principales difficultés sont liées aux nécessités de surveiller l’évolution des paramètres biologiques &indice de boue, observations microscopiques, test a-ote( et d’ajuster le traitement en conséquence. En revanc*e, il faut savoir que les résultats obtenus ne peuvent être définitifs dans la mesure o+ ces produits n’agissent pas sur les causes du foisonnement. Les produits utilisés sont principalement de deux t$pes ' •

Le c*lore et ses dérivés ' L’ajout de c*lore &le plus souvent sous forme d’*$poc*lorite de sodium( " des

doses contr!lées permet de limiter la croissance des bactéries filamenteuses. )ette solution nécessite un suivi particulièrement attentif, le c*lore étant toxique pour l’ensemble des microorganismes &dont les bactéries nitrifiantes(. )ette solution, toujours efficace lorsqu’elle est bien conduite, doit cependant être réservée aux installations qui peuvent bénéficier d’un suivi renforcé pendant la période de traitement. Lorsque les flottants d’origine biologique &bactéries filamenteuses( sont importants sur les bassins et qu’ils ne sont pas ou difficilement accessibles, une c*loration par aspersion peut être pratiquée. Elle sera réalisée en respectant les règles de sécurité, dans un premier temps sur la mousse qui sera évacuée, puis sur la boue au niveau du poste de recirculation. En cas de volume excessif de ces flottants pendant la c*loration, ils peuvent être ré%introduits rapidement dans la boue par le re*aussement d’un agitateur ou par l’utilisation d’anti%mousse. En revanc*e, il est impératif de repositionner les agitateurs en fi n de traitement. •

L’eau ox$génée &T6=6( Les conditions de mise en Ouvre sont analogues " celles du c*lore mais les

doses sont nettement plus élevées et peuvent atteindre 655 mg T 6=6.l%4 au point $3


d’injection. La manipulation de l’eau ox$génée est toute aussi contraignante que celle de l’*$poc*lorite, le temps de contact doit être plus long &environ [ d’*eure( et son prix est nettement supérieur. #l est " noter que son application entraBne un moussage important, pénalisant fortement l’emploi de ce réactif. 1 ce jour, très peu d’expériences ont été menées en grandeur nature en raison du coYt élevé du produit. ar ailleurs, l’injection de cet ox$dant au niveau de la recirculation peut dégrader le traitement biologique du p*osp*ore &anaérobie( et de l’a-ote &anoxie( car il apporte une quantité importante d’ox$gène dissous. "

+e la,una,e naturel

1 Les mé#anismes !i&&gi+ues en 6eu

Le lagunage naturel est un procédé simple dans sa conception mais complexe dans les processus biologiques mis en jeu. 3ans un même bassin prendront place une séparation p*$sique de la matière minérale et organique particulaire par sédimentation, une dégradation biologique anaérobie de la matière organique dans la partie inférieure et une dégradation aérobie dans la tranc*e supérieure o+ l’ox$gène est apporté essentiellement par les algues. La biomasse est donc très diversifiée avec des bactéries &anaérobies et aérobies(, des algues et des proto-oaires. )e procédé présente des particularités qui seront déterminantes tant pour sa conception que pour son exploitation et son suivi ' K Les lagunages naturels sont des s$stèmes " très long temps de séjour &environ deux

mois( ce qui implique un temps de réponse élevé face " des perturbations importantes " l’entrée. #l en résulte que le calcul des rendements ne peut être réalisé de fa\on fi able " partir des bilans 6@ * entrée/sortie simultanés, et que les interprétations sur d’éventuels d$sfonctionnements doivent prendre en compte l’*istorique des périodes précédant les observations 9 K Les installations sont fortement soumises " l’influence des conditions extérieures'

température, ensoleillement, ventJ )ertains paramètres comme l’ox$gène et le pT

$4


subissent l’influence directe du c$cle journalier et de l’activité p*otos$nt*étique des algues planctoniques 9 K 1 l’éc*elle d’un bassin le comportement *$drod$namique se rapproc*e d’un

mélange intégral &t$pe piston diffusionnel dans les faits(. Aoutefois la succession des bassins confère aux installations de lagunage naturel un comportement *$drod$namique global proc*e d’un caractère piston. )ependant en l’absence d’agitation par le vent, une stratification t*ermique peut s’établir même sur une faible *auteur d’eau 9 insi, sur certaines installations, " partir du printemps et jusqu’" la fi n de l’été, les éc*anges entre le fond anaérobie et la couc*e supérieure, siège du développement algal et de l’éc*auffement de température, peuvent se réduire fortement. La stratification t*ermique peut alors provoquer un écoulement préférentiel dans la -one de surface et limiter artificiellement les volumes disponibles pour le traitement des eaux 9 K La fourniture de l’ox$gène est principalement liée " l’activité p*otos$nt*étique des

algues. Le maintien d’une biomasse algale suffi sante tout au long de l’année est donc essentiel pour garantir la présence d’une tranc*e d’eau aérobie suffi sante et assurer la pérennité du traitement en période *ivernale 9 K )’est un procédé o+ les possibilités d’intervention de l’exploitant sont très limitées.

)ela implique donc que la conception des installations intègre au maximum les contraintes attendues &concentration des effl uents, amplitude des pointes *$drauliques et organiques, températures minimalesJ(. ). Les dys%&n#ti&nnements &!ser'és ," *&an,ement de couleur et dé3elo$$ement de cyano-actéries

3es c*angements progressifs de couleur peuvent intervenir sur les lagunes naturelles " certaines périodes de l’année, en particulier " l’automne et au printemps. La surc*arge organique ou la septicité des effluents " traiter en sont généralement les causes et peuvent entraBner la disparition progressive des algues et donc de l’ox$gène. La couleur des bassins peut alors évoluer du vert au gris indiquant le passage " un fonctionnement exclusivement bactérien en l’absence d’ox$gène. $(


La présence de sulfures résultant de l’anaérobiose des couc*es inférieures favorise le développement de certaines c$anobactéries &autotrop*es vis%"%vis du soufre( responsables d’une coloration rose. )es bactéries qui se servent des sulfures comme substrat, entrent en compétition avec les algues dans la couc*e supérieure. près une période de fonctionnement en anaérobiose, l’apparition de la coloration rose est l’indice d’une d$strop*ie arrivant en p*ase finale et précède généralement une nouvelle p*ase de croissance algale. En conclusion, la couleur des bassins et surtout leur évolution au cours du temps constitue un bon indice pour qualifier l’état biologique des bassins et le niveau de l’épuration. -. Nuisan#es &%a#ti'es

L’absence de couc*e superficielle aérobie est " l’origine du développement d’odeurs résultant des fermentations anaérobies des couc*es inférieures. )es p*énomènes sont principalement observés en fi n d’automne et en *iver. #ls peuvent être aggravés par des conditions météorologiques locales défavorables au déplacement des masses d’air. . 7r&i%érati&n des agues

3es blooms algaux sont observés au printemps et en été comme en témoigne l’évolution de la c*lorop*$lle active sur un c$cle annuel t$pe. )ette forte densité algale par ailleurs plut!t bénéfique sur le plan de l’ox$gène dissous, peut entraBner des pointes de 3)= sur les éc*antillons d’eaux de sortie " certaines périodes de l’année. . 7r&i%érati&n de dap"nies

ur certaines lagunes, notamment celles qui sont sous%c*argées, on peut observer ponctuellement des développements de dap*nies qui consomment le p*$toplancton. )es p*énomènes naturels liés aux relations de prédation sont très limités dans le temps et entraBnent généralement une baisse de la turbidité de l’eau. 1.

$)

5ppariti&n de enties d0eau


Pombre de bassins de lagunage de petite taille, peu c*argés, sont concernés " un moment ou un autre par une prolifération de lentilles d’eau 9 cela concerne principalement les bassins aval. Le développement de ces végétaux étant très rapide, certains bassins se trouvent totalement recouverts en quelques jours. )ette végétation flottante constitue un obstacle " la pénétration de la lumière et est très nuisible au maintien de la population algale assurant l’ox$génation. #l en résulte une dégradation du traitement et notamment un accroissement de la concentration en a-ote ammoniacal en sortie. La maBtrise de la prolifération de ces végétaux peut s’effectuer soit par la sédentarisation de canards sur l’installation soit par l’usage d’un in*ibiteur c*imique agréé, déposé sur les berges. En tout état de cause, l’enlèvement régulier des lentilles est indispensable. 11.

8&ttants et dégraisseur9 sur#"arge en t:te

La présence de flottants sur les lagunes est due " la mauvaise conception de la cloison sip*o2de d’entrée servant " les retenir. Même si les flottants semblent ne pas affecter le fonctionnement du s$stème, leur impact visuel est très défavorable " l’opinion du public sur cette filière de traitement. L’accumulation importante de boues en tête de lagunage &par exemple dans un dégraisseur mal con\u( peut favoriser des p*énomènes de fermentation en tête de bassin, initiateurs de d$sfonctionnements. 1$.

;aintien d0un ni'eau d0eau minima dans es !assins

Le non respect des normes de perméabilité pour l’étanc*éité des bassins, éventuellement associé " une forte évaporation, peut limiter la *auteur d’eau atteinte dans les bassins. )ela peut entraBner leur remplissage partiel et maintenir une *auteur d’eau trop faible qui empêc*e les écoulements d’un bassin vers le suivant et favorise alors l’implantation de végétaux supérieurs non sou*aités. 3ans les cas extrêmes d’évaporation/concentration, une sursaturation en sel peut bloquer toute activité biologique. 13. $-

Les pr&!2mes !i&&gi+ues parti#uiers


a Arri3ée d’e;uents se$ti/ues

:ne alimentation issue d’un long refoulement engendre une septicité des effluents néfaste au bon fonctionnement du lagunage naturel, en particulier, lors des périodes de déstabilisation du processus biologique &par exemple, période automnale de déstratification t*ermique et baisse d’ensoleillement(. La septicité des effluents bruts crée en tête de bassin une -one anaérobie entraBnant progressivement la disparition de la biomasse algale sur l’ensemble du bassin. our le traitement éventuel de la septicité, on privilégiera les traitements par injection d’air plut!t que les traitements p*$sico%c*imiques qui peuvent avoir des conséquences défavorables sur le maintien des populations algales dans le lagunage ainsi qu’un envasement rapide de la lagune de tête. Les autres solutions curatives consistent " effectuer une micro%aération en tête de bassin avec des turbines flottantes de faible puissance &n’entraBnant surtout pas le mélange complet sur toute la *auteur d’eau ni la remise en suspension des sédiments(, ou " rec$cler en tête de la première lagune l’eau des derniers bassins plus ric*e en biomasse algale et en ox$gène dissous. - 'itrication et dénitrication

La nitrification ne peut être estimée par la seule mesure des nitrates en sortie et c’est donc un bilan sur l’a-ote éliminé qui peut être établi. Le meilleur facteur d’appréciation de l’abattement de l’a-ote restera donc la concentration en PPT @X en sortie. c Im$act de la masse de -oue $résente

La présence d’une masse de boue accumulée importante n’est généralement pas " l’origine de d$sfonctionnements tant que la *auteur de boue ne dépasse pas environ le tiers de la *auteur d’eau. La boue stocée est en principe très stabilisée 9 cependant, après cinq " dix années sans enlèvement des boues, les abattements en p*osp*ore ont tendance " diminuer en raison de p*énomènes de relargage &anaérobiose(. I"

+S +I(S

1 Les mé#anismes !i&&gi+ues et "ydraui+ues en 6eu

Les lits bactériens sont des réacteurs biologiques dans lesquels la culture microbienne se développe en pellicule &biofilm( sur un matériau support inerte qui ménage de larges espaces libres. Les eaux " épurer ruissellent par gravité sur le biofilm microbien et l’aération est assurée naturellement par la circulation de l’air dans les interstices libres du matériau support. Les lits bactériens appartiennent donc " la famille des s$stèmes " biomasse fixée dont le matériau support est immobile. Le biofilm se développe en profondeur en conditions anaérobies, tandis que la -one superficielle, d’épaisseur constante &5,4 " 5,6 mm( est en condition aérobie. La force érosive de l’eau ruisselante, décroc*e une partie de ce biofilm assurant ainsi une évacuation régulière de la biomasse. )e procédé a été le premier s$stème biologique développé dès la fi n du 4Ne siècle en ]rande%?retagne. ?ien qu’a$ant subi de nombreuses modifications et améliorations au fil des années, certains aspects de son fonctionnement restent encore difficiles " interpréter et demanderaient des rec*erc*es complémentaires. =n retiendra un certain nombre de particularités qui doivent être prises en compte dans l’anal$se de son fonctionnement. $ 7rétraitement et traitement primaire en am&nt du it !a#térien

3ans le cas général, une décantation primaire pour éliminer les ME est nécessaire &ou un tamisage adapté au dispositif d’alimentation et au pourcentage de vide du matériau(. 

Aemps de contact eau usée S biomasse et temps de Véponse 3u s$stème Le temps de contact entre l’eau usée et la biomasse lors d’un passage va de

quelques di-aines de secondes " quelques minutes et dépend de la c*arge *$draulique appliquée &^Qentrée X Qrec$clage_/surface *ori-ontale lit(, du t$pe de matériau de garnissage et de la *auteur du lit. ace " des modifications de réglage *$draulique, le

$


temps de réponse et de stabilisation des performances du réacteur peut être très long et atteindre plusieurs mois. )ela s’explique par des p*énomènes soit de stocage de biomasse au sein du matériau soit de décroc*age en lien avec une évolution du comportement *$drod$namique. Biomasse et aération #

La particularité des lits bactériens est que l’on ne peut estimer la quantité de biomasse présente dans le réacteur. insi, les c*arges organiques appliquées sont exprimées par rapport au volume de matériau ou par rapport " une surface de support développée. L’écologie du biofilm est très diversifiée et l’ox$gène ne pénètre que sur quelques centaines de microns d’épaisseur. L’aération est donc rarement un facteur limitant. 1 noter que le tirage d’air est d’autant plus efficace que la différence de température entre l’intérieur du lit et l’air extérieur est importante. +aux de rec,clage #

3ans la plupart des installations, l’effluent traité subit un retour en amont du lit ou parfois, directement en tête de ce dernier. )e rec$clage permet en particulier d’augmenter la surface accessible au fluide et d’augmenter le temps de contact avec la biomasse. u%del" d’un taux de rec$clage de @ " ;, aucune amélioration du traitement n’est généralement observée. Le rec$clage direct du mélange G eau X boues H est possible seulement avec des matériaux plastiques mais la présence de taux élevés de ME réduit l’efficacité du réacteur et pourrait même le colmater. )ontrairement aux boues activées, la boue n’est pas rec$clée dans les configurations conventionnelles de lits bactériens. 

)*arge *$draulique et force d’irrigation 3eux paramètres *$drauliques régissent le fonctionnement des lits bactériens '

K La c*arge *$draulique exprimée en m.* %4 &pour une unité de surface( qui correspond

" la vitesse superficielle9 K La force d’irrigation  &mm.tour %4.bras%4( qui correspond " la quantité d’eau

apportée " c*aque passage de bras du sprinler. 3


insi, pour une même c*arge *$draulique, selon la vitesse de rotation du sprinler différentes forces d’irrigation sont appliquées. :ne vitesse lente, &par motorisation du sprinler ou par l’ajout de brise%jets ou de jets inversés( induit une augmentation de la force d’irrigation provoquant une érosion &autocurage( plus forte de la biomasse et donc une diminution de l’épaisseur du biofilm. 3 Les dys%&n#ti&nnements &!ser'és sur terrain

:ne fois le volume du réacteur défi ni, les actions possibles sur le fonctionnement sont principalement liées aux conditions *$drauliques et *$drod$namiques ' bonne répartition de l’arrosage, c*arge *$draulique appliquée, valeur de  imposée. 3es prétraitements efficaces et fiables sont essentiels pour limiter les bouc*ages de buses et garantir une bonne répartition de l’arrosage, surtout en l’absence de décanteur primaire. a +es $&énomènes les $lus couramment o-ser3és

Le premier risque encouru est celui du colmatage partiel de certaines -ones, entraBnant des accumulations d’eau en surface &ponding( et réduisant le volume utile du réacteur et donc son efficacité. )es p*énomènes s’observent avec des matériaux t$pe cailloux traditionnels. #ls peuvent résulter ' S d’une mauvaise calibration et/ou d’une médiocre qualité du matériau 9 S d’une mise en place peu soignée &présence de fines dans le matériau(, de prétraitements inefficaces 9 S d’une surc*arge organique favorisant le colmatage par croissance excessive du biofilm 9 S ou d’une répartition *$draulique défaillante &-ones de passages préférentiels(. Le développement d’odeurs peut intervenir si les effluents alimentant le lit sont septiques, par exemple en présence d’un décanteurSdigesteur mal con\u ou d’une aération mal dimensionnée. :n tirage d’air trop faible peut aussi être " l’origine de ce

31


p*énomène, surtout lorsque les températures du lit et de l’air extérieur deviennent voisines. )omparé aux boues activées, le lit bactérien est moins sensible aux toxiques en raison, d’une part, d’un temps de contact court entre les eaux usées et la biomasse et d’autre part, d’un effet protecteur du biofilm. #l est aussi moins sensible aux "%coups de c*arge. 3es variations saisonnières de rendement peuvent être observées. uivant la nature du matériau de garnissage, la sensibilité " la température extérieure peut être importante et agir sur les rendements. ar ailleurs, des p*énomènes de décroc*age de la biomasse peuvent intervenir " certaines périodes en de*ors de modifications des conditions *$drauliques. 3ans certains cas, au printemps des remontées de boues peuvent être dues au fait que les )*ironomes, présents sur le site quittent leurs abris tubulaires construits avec les boues déposées au fond du clarificateur. - +’analyse des $ro-lèmes de dysfonctionnement

our anal$ser les causes éventuelles de d$sfonctionnement, il convient de disposer d’éc*antillons représentatifs de l’entrée réelle du lit &aval décanteur primaire( et d’éc*antillons prélevés directement en sortie de lit et après décantation de deux *eures et filtration. La séparation des boues doit se faire rapidement pour éviter, en particulier, les p*énomènes de dénitrification. Le tirage d’air est généralement très difficilement mesurable et la bonne ox$génation pourra être évaluée par mesure de l’ox$gène dissous dans des éc*antillons prélevés le plus près possible du planc*er supportant le matériau. 14. Des te#"ni+ues p&ur améi&rer a +uaité des eaux traitées

:ne des caractéristiques des lits bactériens est de produire après clarification des effluents relativement turbides, les ME rejetées dégradant la qualité des eaux traitées. :ne solution pour permettre une meilleure séparation des ME est de faire précéder le clarificateur final d’un réacteur aéré d’un volume maximum correspondant au débit *oraire d’alimentation du lit. )e réacteur, modérément agité &temps de séjour

3$


est de >5 " `5 mn(, a pour objectif de favoriser la floculation des boues et de réduire la turbidité des eaux de sortie &assimilation de la fraction particulaire de la 3?=;(. La résolution des problèmes rencontrés sur les lits bactériens réside peu dans la biologie des boues mais essentiellement dans la conception générale de l’ouvrage &*auteur, nature matériau, J( et dans les conditions *$drauliques appliquées.

33


*O'*+)SIO'

Les mét*odes dCépuration biologique sont des solutions bien adaptées pour traiter un effluent urbain essentiellement c*argé de matières organiques, a-ote et p*osp*ore. Quel que soit le procédé c*oisi il reste dCun coYt dCexploitation plus faible que les procédés c*imiques et présente, en plus, le gros avantage de ne pas nécessiter dCapport de réactif. )ependant les microorganismes sont très dépendants du milieu dans lequel ils se développent. Les variations des caractéristiques p*$sico%c*imiques de lCeffluent entraBnent une modification de la faune qui sC$ développe et donc de la qualité de lCeau rejetée dans le milieu. endant longtemps les gérants de station vivaient asse- bien avec cette variabilité. ujourdC*ui les lois imposent des rejets de plus en plus stricts et ce nCest certainement pas avec la nouvelle loi sur lCeau, qui est attendue avec impatience par les professionnels, que les c*oses vont sCassouplir. La gestion des stations biologiques est donc de plus en plus une *istoire de professionnels compétents et qualifiés, capables de réagir rapidement face " un incident biologique et de mettre en place les solutions adéquates. our sCaffranc*ir durablement de ces incidents il est important, dans la mesure du possible, dCagir dès la conception de la station. Le c*oix de la mét*ode ne doit pas sCeffectuer uniquement sur des considérations tec*niques, il est important de prendre en compte les performances du s$stème par rapport " la qualité de lCinfluent. LorsquCune station en place est en proie " des incidents biologiques de fa\on c*ronique, on peut envisager de modifier la conception de la station. arfois de petits aménagements peuvent suffire " régler le problème et permettre un rejet dCeau épurée, de bonne qualité. 3es s$stèmes plus sop*istiqués ont aussi été imaginés tel que lCensemencement avec des souc*es de bactéries génétiquement modifiées ou la mise au point de mét*odes de filtration. )es tec*niques séduisantes, restent mal maBtrisées dans le domaine de lCépuration, mais devraient se développer dans les années " venir.

34

Dysfonctionnement d'Une Filière de Traitement Des Eaux Usées

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