Dans le fonctionnement quotidien des stations d’épuration des eaux usées, le procédé à boues activées est la technologie la plus utilisée. Cependant, de nombreux opérateurs rencontrent un problème gênant :-mousse dans les systèmes biologiques. Cette mousse affecte non seulement l'apparence de la surface de l'eau, mais peut également entraîner une détérioration de la qualité des effluents, des pertes de boues, des courts-circuits dans le bassin de décantation secondaire et des coûts supplémentaires tels que le démoussage chimique. Le plus difficile est que les problèmes de mousse sont souvent liés à la structure de la communauté microbienne ; s'appuyer uniquement sur des méthodes de démoussage physiques ou chimiques sans commencer par un « diagnostic biologique » n'est qu'une solution temporaire. Aujourd'hui, nous commencerons par les causes microbiologiques de la mousse, combinées aux méthodes opérationnelles de diagnostic et de traitement, pour vous aider à comprendre et résoudre systématiquement ce problème.
I. Pourquoi la mousse apparaît-elle dans les systèmes biologiques ?
La génération de mousse n’est pas due à une seule cause et implique généralement les aspects suivants :
1. Prolifération anormale de bactéries filamenteuses
Y compris Nocardia, Rhodococcus et Candida, dont les parois cellulaires sont hautement hydrophobes, adsorbant facilement les bulles d'air et les stabilisant.
2. Temps de rétention des boues excessivement long (SRT/MCRT)
Les bactéries filamenteuses présentes dans les boues vieillies ont un plus grand avantage concurrentiel, conduisant à la formation de mousse.
3. Déséquilibre nutritionnel
Lorsque l’azote et le phosphore sont insuffisants ou que la concentration en matière organique est trop élevée, les bactéries filamenteuses prolifèrent plus facilement que les bactéries floculantes.
4. Influence des substances huileuses
Certaines bactéries filamenteuses ont la capacité de dégrader les huiles. Si l’influent contient une grande quantité d’huiles animales et végétales, il constitue pour elles une « excellente source de carbone ».
5. Conditions de fonctionnement inappropriées
Une aération excessive et une mauvaise conception de recirculation du bassin de décantation secondaire peuvent également entraîner un flottement et une exacerbation de la mousse.
Le moussage est donc à la fois un phénomène biologique et un problème de gestion des procédés.
II. Caractéristiques microscopiques des bactéries filamenteuses typiques
Les bactéries filamenteuses jouent un rôle crucial dans la formation de mousse. L'observation microscopique permet un « diagnostic de phase biologique » rapide. Vous trouverez ci-dessous quelques « coupables de mousse » courants :
1. Nocardie (Gordona amarae)
Caractéristiques morphologiques : les cellules sont regroupées et ramifiées, avec des angles de ramification se rapprochant des angles droits ; la structure est relativement robuste. 1. Dangers : La surface présente une couche cireuse hydrophobe, qui emprisonne et stabilise facilement les bulles d'air.
Scénarios typiques : on les trouve couramment dans les systèmes avec des eaux usées à forte teneur en pétrole et des boues de longue durée.
2. Rhodococcus sp.
Caractéristiques morphologiques : Les cellules sont ramifiées avec des angles de branchement aigus.
Dangers : Semblable au Nocardia, il absorbe également les bulles d’air, formant une mousse persistante.
Scénarios typiques : se produit souvent simultanément avec Nocardia, en particulier dans les systèmes déséquilibrés en nutriments.
3. Candida sp.
Caractéristiques morphologiques : en forme de chaîne-, ressemblant à un collier de perles.
Dangers : Forme une couche de mousse épaisse et stable sur la surface, difficile à éliminer par sédimentation.
Scénarios typiques : Plus fréquents lorsque l'influent contient de fortes concentrations de matière organique facilement dégradable.
L'observation microscopique peut déterminer si la mousse est « filamenteuse » ou « non filamenteuse », ce qui est crucial pour les stratégies de traitement ultérieures.
III. Approche diagnostique des problèmes de mousse dans les systèmes de traitement biologique
Sur la base de l'expérience opérationnelle et des directives pertinentes, le diagnostic des problèmes de mousse peut être divisé en les étapes suivantes :
1. Observations
La mousse est-elle persistante ? Est-ce blanc, gris ou marron ? Quelle est l'épaisseur et la zone de couverture de la mousse ? Y a-t-il une odeur qui l'accompagne ?
2. Examen microscopique
Déterminez les types et l’abondance des bactéries filamenteuses. Simultanément, faites attention à la structure des flocs et à l’activité des protozoaires pour évaluer la communauté biologique globale du système.
3. Surveillance des paramètres du processus
MLSS, SVI, MCRT, rapport F/M, oxygène dissous (OD), etc. Vérifiez la présence d'huiles, de tensioactifs ou de substances toxiques dans l'affluent.
4. Analyse systématique
Sur la base des enregistrements opérationnels, analysez la relation entre la mousse et la charge, le taux de reflux, le taux d'aération, le cycle d'évacuation des boues, etc.
IV. Méthodes de gestion des problèmes de mousse
La résolution des problèmes de mousse ne peut pas reposer uniquement sur les antimousses ; cela nécessite une approche à trois volets : "contrôle à la source + ajustement du processus + intervention chimique si nécessaire". Les contre-mesures courantes sont résumées ci-dessous.
1. Optimisation des paramètres de processus
Contrôlez l’âge des boues et raccourcissez de manière appropriée le MCRT pour éviter la prolifération excessive de bactéries filamenteuses. Ajustez le MLSS pour maintenir une concentration raisonnable, en évitant des niveaux trop élevés ou trop bas. Maintenir suffisamment d'oxygène dissous : l'OD est généralement maintenu entre 1,0 et 3,0 mg/L pour empêcher la croissance de bactéries filamenteuses anaérobies.
2. Gestion de la qualité de l’eau influente
Pour les eaux usées contenant des niveaux élevés d’huile, un séparateur d’huile ou un système de flottation doit être installé pour réduire « l’alimentation » des bactéries filamenteuses. Assurez-vous que le rapport DCO:N:P est maintenu à environ 100:5:1 pour éviter un déséquilibre nutritionnel.
3. Mesures physiques et chimiques
La pulvérisation de surface/l'agitation mécanique peuvent réduire l'accumulation de mousse, mais il s'agit d'une solution temporaire. L'ajout de chlore ou de bactéricides sélectifs, comme l'hypochlorite de sodium, est possible, mais le dosage doit être soigneusement contrôlé pour ne pas impacter l'ensemble des boues activées. L'ajout d'antimousses convient pour un soulagement à court-terme, mais une dépendance à long-terme n'est pas recommandée.
4. Régulation biologique
En ajustant le rapport F/M et le SRT, les bactéries floculantes et les protozoaires peuvent devenir dominantes, supprimant ainsi les bactéries filamenteuses. Si les bactéries filamenteuses prolifèrent de manière excessive dans le système, l’inoculation de boues activées composées majoritairement de flocs sains peut être envisagée.
Conclusion
Les problèmes de buée dans les systèmes biologiques sont essentiellement une manifestation d’un déséquilibre écologique microbien. Grâce au diagnostic biophase, nous pouvons identifier rapidement le coupable, et ce n'est qu'en combinant l'optimisation des processus et la gestion opérationnelle que le problème peut être fondamentalement résolu. Pour les opérateurs de première ligne, la maîtrise des compétences d’observation microscopique et de la réflexion diagnostique sur les processus améliorera considérablement leur capacité à résoudre des problèmes complexes. Le traitement des eaux usées n’est pas seulement une combinaison de chimie et de physique, mais aussi un monde de micro-organismes. Comprendre leurs « règles écologiques » est essentiel pour réellement maîtriser ce système.