Température
La plage de température optimale pour l'activité physiologique normale des micro-organismes aérobies des boues activées est de 15 à 30 degrés. Généralement, les températures de l'eau inférieures à 10 degrés ou supérieures à 35 degrés affecteront négativement la fonction des boues activées aérobies. À des températures supérieures à 40 degrés ou inférieures à 5 degrés, l'activité peut même cesser complètement.
Dans une certaine plage, même si l’augmentation de la température est défavorable au transfert d’oxygène dans l’eau, elle peut accélérer le taux de réactions biochimiques et la prolifération microbienne. Cependant, une augmentation soudaine de la température dépassant une certaine limite entraînera des dommages irréversibles. En revanche, une baisse de température a un impact moindre sur les micro-organismes et ne provoque généralement pas de dommages irréversibles.
Si la température de l’eau diminue lentement, les micro-organismes présents dans les boues activées peuvent s’adapter progressivement à ce changement. En prenant des mesures telles que la réduction de la charge, l'augmentation de la concentration en oxygène dissous et l'allongement du temps d'aération, de bons résultats de traitement peuvent toujours être obtenus.
Par conséquent, dans les opérations de production réelles, les changements brusques de température de l’eau, en particulier les augmentations soudaines, doivent être pris au sérieux. Pour éviter que des eaux usées industrielles trop chaudes n’aient un effet négatif sur le traitement biologique aérobie, un traitement par refroidissement doit être mis en œuvre.
Valeur pH
La valeur optimale du pH pour les micro-organismes des boues activées se situe entre 6,5 et 8,5. Lorsque la valeur du pH descend en dessous de 4,5, les protozoaires présents dans les boues activées disparaîtront complètement, l'activité de la plupart des micro-organismes sera inhibée, les champignons deviendront les espèces dominantes, les flocs de boues activées seront détruits et un gonflement des boues se produira facilement.
Lorsque la valeur du pH est supérieure à 9, le taux métabolique des micro-organismes sera considérablement affecté, les flocs bactériens se désintégreront et un gonflement des boues se produira également. Lorsque la valeur du pH des eaux usées est supérieure à 10 ou inférieure à 5, la valeur du pH doit être neutralisée et ajustée avant d'entrer dans le bassin d'aération, en veillant à ce que la valeur du pH des eaux usées entrant dans le bassin d'aération soit au moins comprise entre 6 et 9.
La liqueur mélangée de boues activées elle-même a un certain effet tampon sur les changements de pH, car l'activité métabolique des micro-organismes aérobies peut modifier la valeur du pH de leur environnement d'activité. Par exemple, les micro-organismes aérobies utilisent des composés azotés, produisant des acides par dénitrification, abaissant ainsi le pH de l'environnement ; à l’inverse, ils produisent des acides alcalins par décarboxylation, ce qui peut augmenter le pH.
Ainsi, après une longue période d’acclimatation, le procédé à boues activées peut également traiter les eaux usées présentant un certain degré d’acidité ou d’alcalinité. De plus, l’alcalinité des eaux usées elle-même a un certain effet inhibiteur sur la diminution du pH.
Cependant, un changement soudain du pH des eaux usées, comme lorsque des eaux usées alcalines pénètrent dans un système à boues activées adapté à un environnement acide, va choquer les micro-organismes et peut même perturber le fonctionnement normal de l'ensemble du système.
Par conséquent, la nécessité d’une neutralisation des eaux usées acides ou alcalines dépend des circonstances spécifiques. Si le changement de pH des eaux usées entrant dans le système à boues activées est faible, notamment si elles sont légèrement acides ou légèrement alcalines, la neutralisation est souvent inutile. Toutefois, si le changement de pH est important, une neutralisation doit être effectuée au préalable pour ajuster le pH à neutre.
DCO et DBO5
Quel que soit le procédé à boues activées utilisé, la charge organique que peut supporter un bassin d'aération est limitée. Le dépassement de cette limite compromettra l'efficacité opérationnelle du réservoir. Pour les bassins d’aération en fonctionnement, la valeur maximale de DBO5 dans l’influent est fixée. Cependant, en raison du long cycle d'analyse de la DBO5, la production est généralement guidée par les résultats de l'analyse de la DCO.
Si la charge organique dans l'affluent du bassin d'aération dépasse la norme, des mesures immédiates doivent être prises, telles que la réduction du débit d'influent, l'augmentation du débit de retour des boues et l'amélioration de l'efficacité de l'aération, pour éviter d'impacter l'ensemble du système de traitement biologique secondaire et garantir la qualité des effluents.
Si la valeur de DCO dans l'influent est faible, des mesures immédiates doivent être prises, telles qu'augmenter le débit d'influent, réduire le débit de retour des boues, réduire le nombre de ventilateurs en fonctionnement et réduire la vitesse de l'aérateur de surface, pour réduire l'efficacité de l'aération et éviter un gaspillage d'énergie inutile.
Azote ammoniacal et phosphate
Théoriquement, les besoins en azote et en phosphore des micro-organismes devraient être calculés selon le rapport DBO5:N:P de 100:5:1. Cependant, dans les systèmes de traitement par boues activées actuels, les rapports DBO5/azote et phosphore dans l'affluent du bassin d'aération sont souvent inférieurs à cette valeur, et pourtant le système fonctionne toujours normalement.
La teneur en azote et en phosphore varie considérablement selon le type d'eaux usées industrielles traitées. Certaines eaux usées ont une teneur en azote et en phosphore très élevée, et sans déphosphoration ni dénitrification, la teneur en azote et en phosphore dans les effluents du bassin de décantation secondaire dépassera les normes. A l'inverse, pour les eaux usées à très faible teneur en azote et en phosphore, si une certaine quantité d'azote et de phosphore n'est pas reconstituée à temps, la fonction des micro-organismes sera limitée, et la DCO et la DBO5 des effluents du décanteur secondaire seront difficiles à garantir le respect des normes.
Lors du traitement des eaux usées industrielles à très faible teneur en azote et en phosphore, pour un bassin d'aération en fonctionnement, une teneur en azote ammoniacal et en phosphate d'environ 10 mg/L et en phosphate, respectivement, dans l'influent du bassin d'aération est suffisante pour répondre aux besoins en azote et en phosphore des micro-organismes de la liqueur mélangée. Si les niveaux d'azote ammoniacal et de phosphate dans l'affluent du bassin d'aération restent inférieurs aux valeurs mentionnées ci-dessus pendant une période prolongée, les doses d'azote et de phosphore doivent être augmentées rapidement.
Substances toxiques
Pour certaines eaux usées industrielles, les types de substances toxiques restent généralement constants, mais leurs concentrations et volumes rejetés sont difficiles à maintenir. En plus des mesures de traitement primaire telles que l'homogénéisation, la concentration de substances toxiques dans l'affluent du bassin d'aération doit être surveillée et contrôlée.
Après acclimatation des boues activées, la limite maximale de substances toxiques dans l'affluent affectant le système de traitement biologique doit être déterminée sur la base de la tolérance de la liqueur mélangée aux substances toxiques présentes dans l'affluent et de l'expérience opérationnelle.
Si la concentration de substances toxiques dans l'influent du bassin d'aération dépasse la limite pendant une période prolongée, des mesures telles que la réduction du débit d'influent, l'augmentation du débit de retour des boues et l'amélioration de l'efficacité de l'aération doivent être prises pour éviter les effets indésirables du traitement dus à un empoisonnement microbien de la liqueur mélangée.