I. Élimination simultanée de l'azote et du phosphore dans le processus SBR
Pendant le fonctionnement, le procédé SBR peut réaliser une élimination simultanée de l'azote et du phosphore dans le même réservoir de réaction en ajustant le temps alloué et les conditions environnementales (telles que le taux d'aération et l'état d'agitation) à chaque étape. Plus précisément, il crée une alternance d’environnements aérobies, anoxiques et anaérobies à différentes étapes de fonctionnement pour répondre aux besoins métaboliques des différentes communautés microbiennes.
Mode de fonctionnement : Anaérobie → Aérobie → Anoxique (ou combiné de manière flexible selon les besoins)
Grâce au contrôle des séries temporelles-, la libération de phosphore est obtenue au stade anaérobie, la nitrification et l'absorption excessive de phosphore sont réalisées au stade aérobie, et la dénitrification est réalisée au stade anoxique.
II. Facteurs d’influence clés de l’élimination simultanée de l’azote et du phosphore
1. Concentration de matière organique influente
La matière organique présente dans l'affluent est une source importante de carbone pour les bactéries accumulatrices de polyphosphates-et les bactéries dénitrifiantes. Il existe une compétition pour les sources de carbone entre les bactéries accumulatrices de polyphosphates- et les bactéries dénitrifiantes. Si la concentration de matière organique dans l'influent est insuffisante, cela affectera directement l'efficacité de l'élimination de l'azote et du phosphore. Par conséquent, un rapport raisonnable entre les sources de carbone est crucial pour le succès de l’élimination simultanée de l’azote et du phosphore.
2. Taux d'aération et oxygène dissous (DO)
La concentration en oxygène dissous affecte directement l’efficacité de l’élimination de l’azote et du phosphore. La dénitrification nécessite des conditions anoxiques avec DO < 0,5 mg/L ; un taux d'oxygène dissous excessivement élevé inhibe l'activité des bactéries dénitrifiantes. Simultanément, une quantité suffisante d’oxygène dissous doit être maintenue pendant la phase aérobie pour garantir le plein progrès de la nitrification. Par conséquent, un contrôle précis du taux d’aération et des niveaux d’oxygène dissous est crucial.
3. Valeur pH
La valeur du pH du système affecte considérablement l’efficacité de l’élimination biologique du phosphore. Des études ont montré que lorsque le pH > 8, la libération de phosphore par les organismes accumulateurs de polyphosphates (PAO) diminue de manière significative, affectant l'effet d'absorption excessive de phosphore dans les étapes aérobies ultérieures. Par conséquent, la valeur du pH doit être contrôlée dans une plage appropriée pendant le fonctionnement.
4. Temps de rétention des boues (SRT)
Les bactéries nitrifiantes ont un long cycle de génération et nécessitent un long temps de rétention des boues ; tandis que les PAO nécessitent un temps de rétention des boues plus court pour obtenir une meilleure élimination du phosphore. Il existe un compromis-entre la nitrification et l'élimination du phosphore ; généralement, le SRT doit être contrôlé vers 10 jours pour trouver l'équilibre optimal entre les deux.
III. Comparaison du procédé SBR et du procédé à boues activées à flux continu
Avantages du processus SBR
1. Pas besoin de réservoir d'égalisation de débit, de réservoir de sédimentation secondaire et de pompe de retour de boue ; flux de processus simple.
2. La qualité des effluents est meilleure que le processus traditionnel à boues activées et la qualité de l’eau est plus stable.
3. Structure compacte, faible encombrement.
4. Forte résistance aux fluctuations de charge, obtenant un bon effet de purification.
5. Faible investissement dans les infrastructures.
6. Le gonflement des boues est facile à contrôler
Inconvénients du processus SBR
1. Opération complexe, exigences élevées en matière d’automatisation et de niveau de compétence de l’opérateur.
2. Faible taux d’utilisation des équipements, augmentant les coûts des équipements et la capacité installée.
3. Long cycle de fonctionnement, grand volume de réservoir et équipement de drainage.
4. Difficile de répondre aux exigences de traitement des affluents et des effluents continus dans les projets de traitement des eaux usées à grande échelle.
5. Grandes fluctuations du niveau d’eau, perte de charge importante.
IV. Caractéristiques générales du processus SBR
(1) La transformation biologique et la séparation solide-liquide des polluants dans les eaux usées sont réalisées dans un seul réservoir de réaction ou dans plusieurs réservoirs de réaction en séquence ;
(2) Le volume du mélange boues-eau dans le réservoir de réaction augmente pendant l'étape d'influent et diminue progressivement pendant l'étape d'effluent, fournissant ainsi une fonction de régulation du volume d'eau ;
(3) La durée de fonctionnement de chaque étape de réaction peut être ajustée de manière aléatoire, offrant une grande flexibilité ;
(4) La séquence de fonctionnement et l'heure de chaque étape peuvent être ajustées et contrôlées de manière efficace et flexible à l'aide d'instruments de contrôle automatique ;
(5) Lorsque la charge affluente fluctue de manière significative, de bonnes performances de traitement peuvent être maintenues en ajustant la durée de fonctionnement du système ;
(6) L'eau traitée peut être stockée dans le réacteur et évacuée après un test de qualité de l'eau ;
(7) L'apport d'énergie au système peut être ajusté de manière flexible en fonction de la qualité de l'eau influente, optimisant ainsi le volume effectif de chaque réservoir de réaction et le nombre de réservoirs en fonctionnement.
En résumé, le procédé SBR, avec son mode de fonctionnement intermittent unique, présente des avantages complets et significatifs dans le domaine du traitement des eaux usées à petite et moyenne-échelle. Cependant, ses limites ne peuvent être ignorées dans les scénarios de fonctionnement continu à grande échelle-. Par conséquent, les chercheurs ont développé divers processus SBR améliorés pour compenser les défauts du SBR traditionnel.