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Traitement biologique des eaux usées - Introduction
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Traitement biologique des eaux usées - Introduction

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@RationalHammeredDulcimer

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Questions and Answers

Quel est le rôle des bactéries dans le processus de traitement de l'eau ?

  • Ils sont les super-prédateurs de la biomasse et n'apparaissent que si les âges de boues sont suffisamment élevés.
  • Ils sont responsables de la consommation de la plus grande partie de la pollution dissoute. (correct)
  • Ils sont les prédateurs de protozoaires et jouent un rôle important dans la clarification de l'eau traitée.
  • Ils sont responsables de la synthèse des éléments nécessaires.

    • Quel est le mode de croissance à éviter en traitement biologique ?

  • Croissance floculée
  • Croissance exponentielle
  • Croissance libre
  • Croissance filamenteuse (correct)

    • Quel est le facteur qui influence la puissance de l'aération à installer ?

  • Le dimensionnement de la STEP
  • La consommation en oxygène (correct)
  • La biomasse
  • Le pH de l'eau

    • Quel est le rôle des protozoaires dans le processus de traitement de l'eau ?

    <p>Ils sont les prédateurs de bactéries et jouent un rôle important dans la clarification de l'eau traitée.</p> Signup and view all the answers

    Quels sont les deux types d'effluents qui peuvent être mélangés pour former les eaux mixtes ?

    <p>Eaux de pluie et effluents domestiques</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat de la présence de métazoaires en trop grand nombre dans le système biologique ?

    <p>Une dérive du système biologique</p> Signup and view all the answers

    Quel est le document qui établit les conditions d'acceptation d'eaux usées industrielles dans le réseau d'assainissement de la commune ?

    <p>Autorisation de raccordement</p> Signup and view all the answers

    Quel est le procesus qui produit de l'énergie suffisante par destruction d'une substance préexistante ?

    <p>Catabolisme</p> Signup and view all the answers

    Quel est le mode de croissance recherché dans les stations d'épuration ?

    <p>Croissance floculée</p> Signup and view all the answers

    Quels sont les deux types d'eaux usées industrielles qui peuvent être traitées ?

    <p>Eaux traitées sur le site de l'industrie et eaux traitées dans la STEP</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'impact de la biomasse sur le traitement biologique ?

    <p>Elle conditionne la puissance de l'aération à installer</p> Signup and view all the answers

    Quel type d'effluent est constitué d'eaux vannes et d'eaux ménagères ?

    <p>Effluent domestique</p> Signup and view all the answers

    Quel est le nombre de types d'effluents qui peuvent être traités par les ouvrages de dépollution ?

    <p>3</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but de la mise en place d'un prétraitement des effluents industriels ?

    <p>Protéger la STEP des eaux usées urbaines</p> Signup and view all the answers

    Quel est le terme qui définit les eaux de pluie qui ne sont pas mélangées aux effluents domestiques ?

    <p>Eaux de pluie au sens strict du terme</p> Signup and view all the answers

    Quels sont les deux endroits où les effluents industriels peuvent être traités ?

    <p>Sur le site de l'industrie et dans la STEP</p> Signup and view all the answers

    Quel est le taux de rendement théorique de la décantation primaire sur les Matières Organiques Solides (MES) ?

    <p>60%</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'impact de la décantation primaire sur le fonctionnement des digesteurs ?

    <p>Influence sur la production de boues primaires</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur qui influence la vitesse ascensionnelle de dimensionnement ?

    <p>Vitesse de sédimentation des particules</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'impact de la surconsommation d'O2 sur le traitement biologique ?

    <p>Aucun impact</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle des coagulants et des floculants dans les traitements primaires physico-chimiques ?

    <p>Réduction de la concentration des Matières Organiques Solides (MES)</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'impact de la baisse du TAC des eaux décantées sur le traitement biologique ?

    <p>Ralentissement de la respiration des nitrates</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'impact de la quasi disparition des phosphates dans les eaux décantées sur le traitement biologique ?

    <p>Situation de carence en P</p> Signup and view all the answers

    Quel est le calcul de la quantité de boues primaires à extraire par heure ou par jour ?

    <p>E = (MES EB - MES ED) * Q EB / MSB</p> Signup and view all the answers

    Quel est le taux de consommation d'O2 (en kg) nécessaires pour nitrifier 1 kg de NH4?

    <p>4.3 kg</p> Signup and view all the answers

    Quel est le taux de production de biomasse nitrifiante (en kg) pour 1 kg de NH4 nitrifié?

    <p>0.16 kg</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la condition nécessaire pour que la dénitrification soit efficace?

    <p>Avoir une bonne nitrification préalable</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'effet de la charge en DCO sur la vitesse de dénitrification?

    <p>Plus la charge en DCO s'élève, plus vite se produit la dénitrification</p> Signup and view all the answers

    Quel est le mécanisme de la déphosphatation biologique?

    <p>Assimilation plethorique</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur qui influence la nitrification?

    <p>La concentration en O2</p> Signup and view all the answers

    Quel est le produit de la nitrification qui consomme de l'alcalinité?

    <p>Les réactifs à base de fer</p> Signup and view all the answers

    Quel est le paramètre qui définit la vitesse de dénitrification?

    <p>L'âge de boue</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la matière organique dans le traitement biologique des eaux usées ?

    <p>Source de carbone et d'énergie</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat de la dégradation de la matière organique par les bactéries hétérotrophes ?

    <p>Production proportionnelle de biomasse hétérotrophe</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur essentiel pour la bonne floculation des bactéries ?

    <p>Un équilibre alimentaire entre les matières carbonées, azotées et phosphorées</p> Signup and view all the answers

    Quel est le stockage maximal de N et de P par 100g de biomasse hétérotrophe ?

    <p>12.2g de N et 2.3g de P</p> Signup and view all the answers

    Quel est le pH optimal pour la croissance des bactéries hétérotrophes ?

    <p>Entre 5.5 et 9</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur qui influence la production de biomasse hétérotrophe ?

    <p>Tous les facteurs ci-dessus</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat de la consommation d'oxygène dissous lors de la dégradation de la matière organique ?

    <p>Nécessité de renouveler l'oxygène dissous</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but de la bonne floculation des bactéries ?

    <p>Formuler des boues activées</p> Signup and view all the answers

    Quel est le temps maximum d'arrêt de l'aération dans un réacteur biologique séquentiel (SBR) ?

    <p>2 heures</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage principal des procédés à culture libre ?

    <p>Largement répandus avec beaucoup retour d'expérience</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'inconvénient principal des procédés à culture libre ?

    <p>Régularité de fonctionnement</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la partie non biodégradable des MVS (Sdur) dans le modèle AGHTM?

    <p>Partie non biodégradable des MES</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but de la recirculation des boues décantées vers le réacteur biologique?

    <p>Maintenir une biomasse active efficace</p> Signup and view all the answers

    Quel est le paramètre qui influence principalement le type de microorganismes dans un réacteur biologique ?

    <p>La charge massique</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la fonction fondamentale d'exploitation d'une station d'épuration à boues activées?

    <p>Extraction des boues biologiques en excès</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la maitrise de la concentration des flocs dans un réacteur biologique ?

    <p>Gérer l'extraction et la recirculation des boues</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type d'alimentation de bassins le plus approprié pour un traitement biologique intensif?

    <p>Flux piston</p> Signup and view all the answers

    Quel est le réacteur biologique qui utilise des membranes pour séparer les boues du liquide épuré ?

    <p>Réacteur biologique à membranes (RBM)</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'inconvénient principal de la fonctionnement permanent dans un procédé à culture libre ?

    <p>Long temps de démarrage</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la variable qui influence la production de boues biologiques en excès modèle AGHTM?

    <p>La conception du traitement biologique</p> Signup and view all the answers

    Quel est le paramètre qui définit la vitesse de dénitrification?

    <p>La charge en DCO</p> Signup and view all the answers

    Quel est le paramètre qui influence la quantité d'oxygène nécessaire dans un réacteur biologique ?

    <p>La charge massique</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage principal de l'utilisation de réacteurs biologiques séquentiels (SBR) ?

    <p>Intégration des traitements de l'azote et du phosphore</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat de la dégradation de la matière organique par les bactéries hétérotrophes?

    <p>Production de CO2 et d'eau</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur essentiel pour la bonne floculation des bactéries?

    <p>La présence de coagulants</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rapport entre la quantité de pollution et le nombre de bactéries représenté par la charge massique (Cm) ?

    <p>Nourriture/Biomasse</p> Signup and view all the answers

    Quel est le paramètre qui influence le degré de floculation dans un réacteur biologique ?

    <p>La charge massique</p> Signup and view all the answers

    Quel est le pH optimal pour la croissance des bactéries hétérotrophes?

    <p>6,5-7,5</p> Signup and view all the answers

    Quel est le paramètre qui permet d'estimer la capacité du réacteur biologique ?

    <p>Charge volumique</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de l'aération dans un réacteur biologique?

    <p>Fournir de l'oxygène dissous aux bactéries</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat de l'augmentation de la charge massique sur le temps de séjour et l'âge de boues ?

    <p>Le temps de séjour diminue et l'âge de boues augmente</p> Signup and view all the answers

    Quel est le paramètre qui mesure l'aptitude de la boue à la décantation ?

    <p>Indice de boue</p> Signup and view all the answers

    Quel est le calcul de l'indice de boue (IB) ?

    <p>IB = V30 / ([MES] * dilution)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la condition pour que le test de décantation soit valable ?

    <p>Le volume décanté V30 doit être inférieur à 300 ml</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'effet de l'augmentation de la charge massique sur la biomasse ?

    <p>La biomasse diminue</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur principal qui influence la vitesse de décantation des boues activées ?

    <p>La concentration en MES des boues</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la charge volumique dans la conception du réacteur biologique ?

    <p>Estimer la capacité du réacteur biologique</p> Signup and view all the answers

    Quel est le phénomène qui contribue à la surproduction de boues liée à la coprécipitation de phosphates et d'hydroxydes métalliques ?

    <p>Déphosphatation physico-chimique simultanée</p> Signup and view all the answers

    Quel est le paramètre qui influe sur la vitesse de décantation ?

    <p>Indice de boue</p> Signup and view all the answers

    Quel est le calcul qui détermine la vitesse ascensionnelle de l'eau dans un décanteur ?

    <p>La vitesse ascensionnelle est égale au rapport du débit de l'effluent et de la surface utile horizontale du décanteur</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de l'aération dans le traitement biologique des eaux usées ?

    <p>Favoriser la croissance des bactéries</p> Signup and view all the answers

    Quel est le critère qui influence l'indice de boue ?

    <p>La morphologie des flocs et la concentration en MES</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat d'une surconcentration de boues activées ?

    <p>Une diminution de la vitesse de décantation</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur qui influence la production de biomasse biologique ?

    <p>L'accroissement de la biomasse épuratrice</p> Signup and view all the answers

    Quel est le phénomène qui contribue à la formation de boues biologiques ?

    <p>L'accumulation de matières en suspension non biodégradables</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'objectif pour obtenir une séparation convenable lors de la décantation ?

    <p>Que la vitesse ascensionnelle soit très largement inférieure à la vitesse de décantation</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur qui influence la vitesse de décantation des flocs de boues activées ?

    <p>La concentration en MES des boues et l'indice de boue</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur qui influence la vitesse ascensionnelle ?

    <p>Le débit de l'effluent et la surface utile horizontale du décanteur</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'inconvénient majeur d'une mauvaise extraction des boues?

    <p>Surconsommation d'énergie</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principal avantage de la recirculation des boues dans un réacteur biologique?

    <p>Améliorer l'efficacité de l'épuration biologique</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la recirculation des boues?

    <p>Préserver la qualité des boues et réensemencer en bactéries</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur qui influence la vitesse de décantation des boues?

    <p>La concentration des boues</p> Signup and view all the answers

    Quel est le paramètre qui définit la puissance d'aération nécessaire dans un réacteur biologique?

    <p>La charge organique du réacteur</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'objectif principal de la mise en place d'un système d'aération?

    <p>Maintenir la qualité de l'eau traitée</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type d'aérateur le plus couramment utilisé dans les stations d'épuration?

    <p>Turbines submersibles</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la formule pour calculer le volume à extraire des boues?

    <p>Volume à extraire = Production / Concentration</p> Signup and view all the answers

    Quel est le paramètre qui influence le plus la consommation d'énergie du système d'aération?

    <p>La puissance d'aération</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'inconvénient de la surconcentration des boues?

    <p>Réduction de la vitesse de décantation</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but de la mise en place d'un système de sursoufflage régulier dans un réacteur biologique?

    <p>Maintenir une concentration suffisante en oxygène dissous</p> Signup and view all the answers

    Quel est le paramètre qui définit la taille des bulles d'air nécessaires pour une bonne aération?

    <p>La taille des particules en suspension</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la mise en place d'un système de recirculation des boues?

    <p>Préserver la qualité des boues et réensemencer en bactéries</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de diffuseur qui est le plus résistant à la contamination?

    <p>Diffuseurs à fines bulles</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur qui influence la production de biomasse?

    <p>La qualité des boues</p> Signup and view all the answers

    Quel est le paramètre qui influence le plus la taille des faisceaux de boues dans unclarificateur?

    <p>La taille des particules en suspension</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'objectif principal de la mise en place d'un système de traitement biologique?

    <p>Maintenir la qualité de l'eau traitée</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'inconvénient de la fermentation des boues?

    <p>Production de gaz nocifs</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but de la mise en place d'un système de lavage annuel des diffuseurs?

    <p>Maintenir une efficacité optimale des diffuseurs</p> Signup and view all the answers

    Quel est le paramètre qui définit la consommation d'énergie du système d'aération?

    <p>La puissance d'aération</p> Signup and view all the answers

    Selon le guide 1, quel est le temps de séjour maximal des boues dans le clarificateur si Cm = 0.1 kg DBO5/kg MVS/j?

    <p>80 minutes</p> Signup and view all the answers

    Quel est le pourcentage d'énergie d'aération représentant la consommation d'énergie dans une petite STEP sans désodorisation?

    <p>60-80%</p> Signup and view all the answers

    Quels sont les deux buts principaux des systèmes d'aération?

    <p>Aération et brassage</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'inconvénient majeur des systèmes d'aération à fines bulles?

    <p>Coûts d'investissement supérieurs</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la recirculation des boues décantées vers le réacteur biologique?

    <p>Maintenir la stabilité du réacteur</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur qui influence principalement les besoins en oxygène des boues?

    <p>Tous les éléments ci-dessus</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de système d'aération qui utilise des diffuseurs poreux?

    <p>Insufflation d'air à fines bulles</p> Signup and view all the answers

    Quel est le pourcentage d'énergie d'aération représentant les frais d'exploitation courants?

    <p>5-10%</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but principal du guide 2?

    <p>Établir un bilan massique du clarificateur</p> Signup and view all the answers

    Quel est le débit de recirculation recommandé pour le guide 2?

    <p>100-200% du débit d'entrée</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage du principe de fonctionnement du MBBR?

    <p>Éviter la recirculation des boues en tête de réacteur</p> Signup and view all the answers

    Quel est le calcul de la surface volumique?

    <p>Surface développée ÷ Volume occupé</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage de la modularité du MBBR?

    <p>Permettre une plus grande flexibilité dans la conception des ouvrages</p> Signup and view all the answers

    Quel est le critère essentiel pour le choix du support matériel pour les biofilms?

    <p>La surface disponible pour l'accrochage de la biomasse</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de configuration de traitement qui combine le MBBR avec d'autres procédés?

    <p>Bassin séparé</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de support qui permet une surface volumique élevée?

    <p>Supports fins</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'inconvénient principal du MBBR?

    <p>Produire des effluents de mauvaise qualité</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de configuration de traitement qui utilise le MBBR seul?

    <p>Traitement en série</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle du support matériel dans le MBBR?

    <p>Permettre l'accrochage de la biomasse</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage de l'insufflation d'air de type « moyennes bulles » dans le MBBR?

    <p>Améliorer la distribution de l'oxygène dans le réacteur</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage principal des réacteurs biologiques à membranes (RBM) par rapport aux traitements biologiques traditionnels?

    <p>Une réduction des volumes des bassins de décantation</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle principal des supports dans les procédés à cultures fixées?

    <p>Développement de la biomasse épuratrice</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principal inconvénient des procédés à cultures fixées?

    <p>Une nécessité de prétraitements plus poussés</p> Signup and view all the answers

    Quel est le paramètre qui influence principalement le type de microorganismes dans un réacteur biologique?

    <p>La surface volumique des supports</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but principal de la gestion simultanée du remplissage de la cellule SBR et du soutirage de l'eau clarifiée par surverse?

    <p>Raccourcir la séquence de décantation</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de microfiltration utilisé dans les réacteurs biologiques à membranes?

    <p>Microfiltration à faible pression</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de l'insufflation d'air sous les membranes dans les réacteurs biologiques à membranes?

    <p>Éviter le colmatage des membranes</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principal avantage des réacteurs biologiques à cultures fixées par rapport aux réacteurs biologiques à culture libre?

    <p>Une plus grande efficacité de traitement</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de réacteur biologique qui utilise des membranes pour séparer les boues du liquide épuré?

    <p>Réacteur biologique à membranes</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principal facteur qui influence la vitesse de dénitrification?

    <p>La charge en DCO</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle principal du système d'aération dans un réacteur biologique?

    <p>De fournir des besoins en oxydation de la matière organique, respiration endogène des boues, nitrification et mise en fluidisation des supports</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la surface volumique minimale recommandée pour les supports biologiques dans un réacteur biologique?

    <p>350 m2/m3</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principe de base du lit bactérien?

    <p>De fournir un support pour la croissance des micro-organismes épurateurs</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la limite supérieure recommandée pour le volume de support dans un réacteur biologique?

    <p>70 % du volume du réacteur</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle du filtre à la sortie du réacteur biologique?

    <p>De conserver le média et éviter son départ du réacteur</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage principal de la mise en place d'un lit bactérien dans un réacteur biologique?

    <p>De fournir un support pour la croissance des micro-organismes épurateurs</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat de la limitation de la surface volumique des supports biologiques à 600 m2/m3?

    <p>Une amélioration de la performance du traitement biologique</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle des retours d'expérience dans la détermination de la surface volumique des supports biologiques?

    <p>De montrer une limite entre 700 et 800 m2/m3</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de l'« auto » nettoyage par frottement des supports entre eux dans un réacteur biologique?

    <p>De maintenir la surface volumique des supports</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but principal de la configuration d'un réacteur biologique?

    <p>De fournir un support pour la croissance des micro-organismes épurateurs</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but principal de la recirculation dans un réacteur biologique ?

    <p>Laisser humide le lit bactérien</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat de la percolation de l'eau usée sur le support ?

    <p>Une diminution progressive de la DBO5 et une augmentation des NO3</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la clarification dans le traitement de l'eau ?

    <p>Séparer le biofilm en excès détaché du l'eau</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'impact de la charge hydraulique sur le fonctionnement du réacteur biologique ?

    <p>Elle peut entraîner le lessivage du support maximum</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la biomasse dans le traitement biologique de l'eau ?

    <p>Elle modifie la concentration des polluants dans l'eau</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat de la nitrification dans le traitement biologique de l'eau ?

    <p>Une diminution progressive de la DBO5 et une augmentation des NO3</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle du clarificateur surdimensionné dans le traitement biologique de l'eau ?

    <p>Il permet de séparer le biofilm en excès détaché du l'eau</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but de la recirculation des boues décantées vers le réacteur biologique ?

    <p>Laisser humide le lit bactérien</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat de la dégradation de la matière organique par les bactéries hétérotrophes ?

    <p>Une réduction de la quantité de matière organique dans l'eau</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la matière organique dans le traitement biologique des eaux usées ?

    <p>Elle est consommée par les bactéries hétérotrophes</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Traitement biologique des eaux usées

    Types d'eaux usées

    • Les effluents à traiter peuvent être d'origines diverses :
      • Effluents domestiques : constitués d'eaux vannes et d'eaux ménagères
      • Eaux pluviales : eaux de pluie et eaux mixtes (pluie + effluents domestiques)
      • Eaux industrielles : directement liées aux types d'industries implantées sur le réseau

    Notions microbiologiques

    • Le métabolisme microbien est l'ensemble des activités chimiques dont chaque cellule est le siège
      • Catabolisme : production d'énergie par destruction d'une substance préexistante ou par photosynthèse
      • Anabolisme : synthèse des éléments nécessaires
      • 3 modes de croissance :
        • Croissance libre
        • Croissance floculée (mode recherché dans les stations)
        • Croissance filamenteuse (à éviter)

    La biomasse

    • Les bactéries : responsables de la consommation de la plus grande partie de la pollution dissoute
      • Traitement de l'azote et du phosphore possible
    • Les protozoaires : organismes unicellulaires, prédateurs de bactéries, jouant un rôle important dans la clarification de l'eau traitée
    • Les métazoaires : organismes multicellulaires, super-prédateurs de la biomasse, apparaissant si les âges de boues sont suffisamment élevés

    Application pratiques aux STEP

    • Vitesse ascensionnelle de dimensionnement : 1-1.5m/h
    • Rendement théorique de la décantation primaire :
      • 60% MES
      • 35% DCO
      • 35% DBO5
      • 5-10% N
      • 5-10% P
    • Importance de la décantation primaire :
      • Rendement global de l'installation
      • Risques de surcharge, de souscharge voire même de dérives biologiques
      • Production de boues primaires et impact sur le fonctionnement des digesteurs

    La décantation primaire et son impact sur le traitement biologique

    • Incidences du dysfonctionnement de la décantation sur le traitement biologique :
      • Surconsommation d'O2
      • Augmentation du volume de boues biologiques
      • Risque de colmatage des biofiltres/lit bactérien
      • Prolifération des bactéries filamenteuses

    Les traitements primaires physico-chimiques

    • Ajout de coagulant et de floculant :
      • Acidification des eaux décantées
      • Baisse du TAC des eaux décantées
      • Réduction trop poussée de la DCO des eaux décantées
      • Quasi-disparition des phosphates dans les eaux décantées

    Nitrification

    • Réalisée par des bactéries autotrophes
    • Chaque kg NH4 nitrifié entraine :
      • Consommation de 4.3 kg O2
      • Consommation de 8.6 kg HCO3- (soit encore 7.1 kg CaCO3)
      • Production de 0.16 kg biomasse nitrifiante
    • Nécessite généralement des concentrations au-delà de 1.0 mg/l d'O2

    La dénitrification

    • Nécessite une bonne nitrification préalable
    • Besoin d'une source de carbone organique
    • Besoin d'anoxie (pas de O2, seulement NO3-)
    • Besoin d'un bon mélange des trois ingrédients (bactéries, carbone, NO3-)
    • Plus la charge en DCO s'élève et plus vite se produit la dénitrification

    La déphosphatation biologique

    • Assimilation pléthorique des quantités de phosphore
    • Réassimilation des quantités de phosphore 3 à 4 fois supérieures au besoin traditionnel
    • Nécessite une bonne floculation des bactéries

    Traitement des boues activées

    • La dilution au ¼ est nécessaire en cas de surconcentration de boues activées ou de problème de bulking.

    Vitesse de décantation des boues

    • La vitesse de décantation des boues dépend de la concentration en MES (Matières en Suspension) et de l'indice de boue.
    • La concentration en MES affecte la vitesse de décantation : si la concentration en MES augmente, la vitesse de décantation diminue.
    • L'indice de boue (IB) est influencé par la taille des flocs, leur morphologie, la densité des flocs et la densité de l'eau.
    • La vitesse de décantation des flocs de boues activées repose principalement sur deux critères : la concentration en MES et l'indice de boue.

    Production de boues biologiques

    • La production de boues biologiques repose sur deux phénomènes : l'accumulation de matières en suspension non biodégradables et l'accroissement de la biomasse épuratrice.
    • La production de boues biologiques est influencée par la composition des eaux usées à traiter et la conception du traitement biologique.

    Traitement biologique par culture libre

    • Le traitement biologique par culture libre est un procédé couramment utilisé pour l'épuration des eaux usées.
    • Les avantages du traitement biologique par culture libre incluent la large diffusion du procédé et la bonne intégration des traitements de l'azote et du phosphore.
    • Les inconvénients du traitement biologique par culture libre incluent la nécessité d'un fonctionnement permanent et la forte sensibilité aux chocs hydrauliques et aux intoxications.

    Paramètres caractéristiques

    • La charge massique est un paramètre fondamental pour la conception et l'exploitation des stations d'épuration à boues activées.
    • La charge massique influence principalement le type de microorganismes, le rendement épuratoire, le degré de floculation, la quantité d'oxygène nécessaire et la production de boues.
    • Le modèle AGHTM est utilisé pour estimer la production de boues biologiques.

    Configuration pour le traitement du carbone

    • La configuration pour le traitement du carbone implique trois fonctions fondamentales d'exploitation : l'extraction des boues biologiques en excès, la recirculation des boues décantées vers le réacteur biologique et l'aération et le brassage du réacteur.

    Charge volumique

    • La charge volumique est utilisée pour les cultures fixées et permet d'estimer la capacité du réacteur biologique.
    • La charge volumique est influencée par la concentration en DBO5 et le volume du réacteur biologique.

    Charge massique et temps de séjour

    • Si la charge massique augmente, le temps de séjour diminue et l'âge des boues diminue.
    • Si le temps de séjour augmente, la charge massique diminue et l'âge des boues augmente.

    Indice de boue

    • L'indice de boue permet d'apprécier l'aptitude de la boue à la décantation.
    • L'indice de boue représente le volume occupé par un gramme de MES.
    • L'indice de boue dépend du volume de boues décantées et de la concentration en MES des boues.

    Guide 1 : Temps de séjour maximal des boues dans le clarificateur

    • Dépend de la concentration en MES et NO3 (Nitrates)
    • Dépend de l'aptitude à la décantation (Ib) et cinétique de respiration
    • Temps de séjour maximal :
      • 60 min pour Cm ≤ 0,3 kg DBO5/kg MVS/j
      • 80 min pour Cm = 0,1 kg DBO5/kg MVS/j
      • 120 min pour Cm ≤ 0,09 kg DBO5/kg MVS/j

    Guide 2 : Détermination d'un bilan massique (BA et Clarificateur)

    • Débit de recirculation entre 100-200% du débit d'entrée
    • Besoins en oxygène des boues :
      • Plus gros consommateurs d'énergie de la STEP
      • Énergie d'aération représente 60-80% de la consommation pour petite STEP sans désodorisation
      • Énergie d'aération représente 40-60% de la consommation pour grande STEP avec désodorisation
      • Énergie d'aération représente 5-10% des frais d'exploitation courants
      • Deux buts principaux : aération et brassage
      • Les besoins en oxygène dépendent de la pollution carbonée, la respiration des microorganismes et la pollution azotée

    Systèmes d'aération

    • Trois systèmes d'aération :
      • Aérateur de surface
      • Insufflation d'air à fines bulles
      • Aérateurs immergés
    • Insufflation d'air à fines bulles :
      • Types : diffuseurs poreux, diffuseurs à membranes souples (durée de vie 5-12 ans)
      • Avantages : fiabilité et modularité de la fourniture d'oxygène, moindre sensibilité à la concentration en boues, réchauffement de la liqueur mixte, maîtrise des nuisances sonores et des aérosols, efficacité du transfert pour les fines bulles (fonction de la hauteur d'eau), profondeur de bassin plus importante (> 5 m)
      • Inconvénients : coûts d'investissement supérieurs

    Extraction des boues

    • Rôle de l'extraction : maintient la concentration en MES dans le bassin d'aération, obtient une qualité d'épuration optimale
    • Inconvénient d'une mauvaise extraction : surconsommation d'oxygène, difficulté de brassage, surconcentration des boues, vitesse de décantation ralentie, clarification aléatoire, réduction de la profondeur du voile de boue, altération de la qualité des boues (filamenteuses, biomasse moins active)

    Recirculation des boues

    • Rôle de la recirculation : éviter débordement lit de boue, préserver la qualité de boue, ramener les boues dans le réacteur biologique pour réensemencer en bactéries, favoriser la préconcentration en boues décantées pour limiter les volumes à extraire ou recirculer
    • Réglage de la recirculation : guide 1 & 2, réglage optimal devra respecter prioritairement le dimensionnement du système d'aération

    Dimensionnement du système d'aération

    • Défini par la puissance d'aération théorique à installer
    • AH : apport horaire (kgO2/h)
    • CO : capacité d'oxygénation (kgO2/m3h)
    • VBA : volume du bassin d'aération (m3)
    • ASB : apport spécifique brut, masse d'oxygène introduite dans le réacteur aérobie pour une dépense d'énergie de 1 kWh en eau claire

    Les procédés de traitement des eaux usées

    • Les procédés de traitement des eaux usées peuvent être classés en deux catégories : les procédés à cultures fixes et les procédés à cultures suspendues.

    Les procédés à cultures fixes

    • Les procédés à cultures fixes utilisent des supports sur lesquels se développe une biomasse épuratrice.
    • Les supports peuvent être immergés (biofiltration, MBBR) ou émergés (lits bactériens, biodisques, etc.).
    • Les procédés à cultures fixes peuvent être divisés en deux catégories : les procédés à cultures fixes sur supports fins (biofiltration, infiltration percolation) et les procédés à cultures fixes sur supports grossiers (MBBR, lit bactérien, disque biologique).

    MBBR (Moving Bed Biological Reactor)

    • Le MBBR est un réacteur biologique à lit fluidisé qui utilise des boues activées en suspension.
    • Les avantages du MBBR incluent la modularité et lapossibilité d'installation en solo ou en combiné avec d'autres procédés.
    • Les surfaces volumiques sont importantes pour le MBBR, avec un rapport entre la surface développée et le volume des matériaux.

    Le procédé Nereda

    • Le procédé Nereda est un type de réacteur biologique qui utilise des granules de biomasse à la place de flocs.
    • Les avantages du procédé Nereda incluent la possibilité de travailler à une forte concentration en boues et un net raccourcissement de la séquence de décantation.

    Les réacteurs biologiques à membranes

    • Les réacteurs biologiques à membranes utilisent des modules membranaires pour séparer l'eau traitée et les boues.
    • Les avantages des réacteurs biologiques à membranes incluent une concentration en MES élevée et une absence de traitement tertiaires complémentaires.
    • Les inconvénients des réacteurs biologiques à membranes incluent la nécessité d'un prétraitements plus poussés et la présence d'un bassin tampon pour lisser les fluctuations de débit.

    Traitement biologique par culture fixée

    • Le traitement biologique par culture fixée utilise des supports pour développer une biomasse épuratrice.
    • Les avantages de la culture fixée incluent la création d'un biofilm et la possibilité de filtrer physique (pour les procédés à supports fins).

    Le système d'aération

    • Le système d'aération est nécessaire pour couvrir les besoins en oxydation de la matière organique, respiration endogène des boues et nitrification.

    Le lit bactérien

    • Le lit bactérien est un ouvrage contenant une masse de matériaux servant de support aux micro-organismes épurateurs qui y forment un film biologique.
    • Les charges appliquées au lit bactérien incluent le rapport entre hydraulique qu'organique (massique) par rapport à la surface du lit ou au volume du matériau.
    • La recirculation est nécessaire pour laisser humide le lit et éviter la prolifération des moucherons.
    • La clarification et la charge hydraulique doivent être surveillés car peuvent entrainer le lessivage du support maximum.

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    Découvrez les différents types d'eaux usées et leur traitement biologique. Ce quiz aborde les effluents domestiques, les eaux pluviales et d'autres aspects clés du traitement des eaux usées.

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