I. Qui joue le rôle principal dans la nitrification ?
Deux types de bactéries autotrophes sont indispensables et sont les principaux acteurs de la nitrification :
1. Ammoniac-bactéries oxydantes (AOB) : la force principale de la première étape, oxydant l'azote ammoniacal (NH₄⁺) en nitrite (NO₂⁻)
2. Nitrite-bactéries oxydantes (NOB) : la force principale de la deuxième étape, oxydant le nitrite (NO₂⁻) en nitrate (NO₃⁻)
En bref : Nitrification=Ammoniac-bactéries oxydantes + Nitrite-bactéries oxydantes. En travaillant ensemble, sans ces deux types de bactéries, l’azote ammoniacal ne diminuera jamais.
Caractéristiques:
• Bactéries autotrophes : Ne consommez pas de matière organique ; obtenir de l’énergie en oxydant l’azote ammoniacal et croître en utilisant du dioxyde de carbone.
• Croissance lente, cycle de génération long ; nécessite un âge de boue suffisant ; intolérant aux charges de choc; sensible à la toxicité.
II. Processus de réaction de nitrification complet (deux étapes)
Étape 1 : Nitrification (Ammoniac → Nitrite)
Rôle des bactéries oxydantes de l’ammoniac : consomme de grandes quantités d’oxygène, produit de l’acide et abaisse le pH.
Étape 2 : Nitrification (Azote → Nitrite)
Rôle des bactéries oxydantes des nitrites :
Processus global : Azote ammoniacal → Nitrite → Nitrate, entièrement en milieu aérobie.
III. Comment maintenir une opération de nitrification stable
1. Une quantité suffisante d’oxygène dissous (OD) est essentielle
• La nitrification est un processus fortement aérobie
• Contrôle de l'OD dans les bassins aérobies : 2,0 à 3,5 mg/L
• Faible OD : la nitrification s'arrête immédiatement, l'azote ammoniacal dépasse les normes
2. Contrôle strict du pH et de l’alcalinité
• pH optimal : 7,5 à 8,5
• La nitrification produit de l'acide, qui consomme de l'alcalinité.
• Alcalinité insuffisante → baisse du pH → inactivation bactérienne → l'azote ammoniacal ne diminue pas
• Alcalinité supplémentaire : carbonate de sodium, bicarbonate de sodium
3. Un temps de boue suffisant (SRT) est essentiel
Les bactéries nitrifiantes se développent très lentement ; un court temps de boue entraînera un épuisement complet.
• Eaux usées municipales conventionnelles : durée de boue contrôlée à 10–15 jours ou plus
• Hiver à basse-température : 15 à 20 jours
4. La température a un impact important
• Optimal : 25 à 30 degrés pour une nitrification la plus rapide
• En dessous de 15 degrés, activité considérablement réduite
• L'azote ammoniacal est difficile à réduire en hiver car les basses températures inhibent les bactéries nitrifiantes.
5. Aucune substance toxique autorisée
Les métaux lourds, la teneur élevée en sel, les antibiotiques, les eaux usées industrielles toxiques et les niveaux excessivement élevés d’ammoniac libre inhibent directement les bactéries nitrifiantes, provoquant une augmentation immédiate des niveaux d’azote ammoniacal.
6. Les niveaux de matière organique ne doivent pas être trop élevés
Les bactéries nitrifiantes sont autotrophes et sont les plus vulnérables à une DCO élevée. DCO excessive → les bactéries hétérotrophes rivalisent pour l'oxygène et l'espace vital → les bactéries nitrifiantes sont supprimées, conduisant à un échec de la nitrification.
Une OD élevée, un pH approprié, un âge de boue suffisant, une température stable, une non-toxicité et une faible teneur en matière organique garantissent une réduction stable de l'azote ammoniacal par nitrification.
