Traitement biologique en culture libre

Traitement biologique par culture libre

• Condition générale pour le traitement biologique en culture libre :
  • Promotion d'une biomasse
  • Conception basé sur la charge massique adaptée
  • Sélection des bactéries floculantes
  • Prédation des bactéries libres par protozoaires
• Principale contrainte pour la floculation :
  • Longue période de démarrage
  • Rechercher le fonctionnement permanent
  • Empêcher la défloculation (toxique-asphyxie)
  • Accélérer le redémarrage par réensemencement
• Fiabilisation de la clarification finale :
  • Maîtriser la concentration des flocs (extraction)

Avantage et inconvénient

• Avantages :
  • Procédés largement rependus avec un large retour d'expérience
  • Traitement de l'azote et du phosphore bien intégrés
• Inconvénients :
  • Régularité de fonctionnement
  • Fonctionnement permanent
  • Procédés peu modulable avec une longue phase de démarrage
  • Maitrise permanente des conditions de clarification

Caractéristiques

2.1 La charge massique

• Formule : CM = Nourriture / Biomasse
• Modes de calcul régulièrement utilisés :
  • CM = Q * [DBO5] / Vbio * [MVS]bio
  • CM = kgDBO5/j / kgMVS (MES organique)

2.2 La charge volumique

• Formule : CV = kgDBO5/j / M3 (réacteur biologique)

2.3 Le temps de séjours

• Formule : TS = V / Q
• Dépend de deux facteurs :
  • Le volume du bassin en M3
  • Le débit de l'effluent transitant en M3/h
• TS moyen et TS minimum

2.4 L'âge des boues

• Représente le temps de séjours des boues dans les ouvrages de traitement biologique
• Influence de nombreux aspects du traitement
• Dépend de deux facteurs :
  • La quantité des boues en kg/MES présente dans le BA (St)
  • La quantité moyenne de boue en excès en kgMES/j (E)

2.5 L'indice de boue

• Formule : IB = V30 * D (Vcorrigé) / [MES]
• Utilisé pour voir l'aptitude des boues lors de la décantation
• Valeur recommandée : IB < 200ml/g

2.6 La vitesse ascensionnelle

• Formule : Va = Q / S
• Dépend de :
  • La concentration en MES des boues activées
  • L'indice de boue
• Notion de Va très théorique, nécessite une répartition hydraulique parfaite

2.7 Relation entre Va, [MES]ba et IB

• Graphique montrant la relation entre Va, [MES]ba et IB

2.8 Production des boues biologiques

• Dépend de deux facteurs :
  • L'accumulation des matières en suspension non biologique
  • L'accroissement de la biomasse
• Influencé par plusieurs facteurs :
  • Composition des eaux usées
  • Efficacité du réseau d'assainissement
  • Fonctionnement de la step

Exploitation d'une boue activée classique

3.0 Exploitation

• Schéma de principe : fichier à référer
• Configurations possibles pour les BA :
  • En flux piston
  • En mélange intégrale
  • Avec zone de contact

3.1 Évaluation des extractions

• Quelle masse de boue extraire ?
• Quel volume extraire ?
• D'où extraire ?
• Extraction au clarificateur

3.2 Les retours en tête

• Peuvent occasionner une surcharge globale en entrée

3.3 La recirculation

• Éviter le débordement des boues
• Préservé la qualité des boues en évitant une stagnation prolongée
• Ramener les boues encore active dans le réacteur biologique

3.4 Les besoins en oxygène

• Besoin journalier pour une boue activée :
  • Oxydation de la matière organique
  • Respiration endogène des boues
  • Nitrification
• Formule : O2 = a' * Le + b' * Sv + 4,3 * N - 2,85 * N

3.5 Les performances des aérateurs

• CO : capacité d'oxygénation
• AH : apport horaire
• ASB : apport spécifique brut
• Dimensionnement du système d'air

3.6 Dimensionnement du système d'aération