1. Exigences techniques pour la mise en service
Le but de la mise en service est de déterminer les conditions optimales de fonctionnement du procédé et de cultiver des micro-organismes pour s'adapter à la qualité des eaux usées.
Lors de la mise en service, les procédures opérationnelles doivent être strictement suivies. Des inspections régulières du fonctionnement de l’équipement et des paramètres des points de contrôle du processus doivent être effectuées. Les changements dans le traitement de l'eau doivent être surveillés rapidement grâce à l'analyse des données de laboratoire, à l'examen microscopique d'échantillons biologiques, à l'observation visuelle et aux tests d'odeur.
Les exigences techniques suivantes doivent être respectées lors de la mise en service :
Le processus de boues activées nécessite de maintenir un rapport nutriments-/-micro-organismes approprié dans le réservoir SBR, de fournir les nutriments nécessaires et d'assurer un bon contact entre les micro-organismes et la matière organique. Ce sont des questions qui doivent être prises en compte lors de la phase d’exploitation.
1. La valeur MLSS est un paramètre important pour le processus de boues activées. De plus, SV, SVI, etc. doivent être mesurés fréquemment. L'analyse de ces données pertinentes détermine l'âge des boues pour guider leur rejet.
2. Avant la mise en service du processus, les opérateurs doivent suivre une formation approfondie, étudier les plans et documents techniques pertinents et développer des procédures de processus, des procédures d'exploitation et des précautions pertinentes pour garantir le bon déroulement de la mise en service et la sécurité de l'équipement et du personnel pendant le processus de mise en service.
3. En plus d'ajuster les paramètres du processus, des enregistrements détaillés doivent être conservés sur le fonctionnement de l'équipement pendant la mise en service.
4. Pendant la phase de mise en service, le contrôle et les ajustements du processus doivent se concentrer sur la culture et l'acclimatation des boues. L'état de fonctionnement de chaque section d'équipement doit être vérifié et un contrôle, une observation, un enregistrement et une analyse efficaces du fonctionnement de la station d'épuration des eaux usées doivent être effectués. Des données analytiques suffisantes doivent être disponibles sur la qualité des eaux d’entrée et de sortie et sur les boues activées.
5. Pendant la phase de mise en service, la qualité de l'eau effluente et le taux d'élimination des polluants peuvent être inférieurs aux exigences d'un fonctionnement normal, en particulier pour l'élimination du phosphore et de l'azote, qui peuvent ne pas être requises lors de la phase de mise en service initiale.
2. Plan de mise en service influent
1. Travaux préparatoires avant la mise en service
1) Préparation des instruments et équipements :
Un microscope avec un grossissement de 400x ou plus ; instruments expérimentaux et réactifs pertinents pour mesurer le pH, la conductivité, la DCOcr, l'azote ammoniacal et le Tp ; un thermomètre ; équipement expérimental pertinent pour mesurer le MLSS.
2) Personnel : X personnes. Du personnel de laboratoire dédié ou à temps partiel- doit être affecté.
3) Tests de pression et tests d'étanchéité de l'unité de traitement ; circulation de l'eau et de l'air dans le système de canalisations.
4) Mesure de la qualité et de la quantité de l'eau brute (CODcr, N, P, pH, température de l'eau), et élaboration de plans de mise en service appropriés.
2. Culture et acclimatation des boues
La clé du traitement des eaux usées du procédé SBR réside dans la disponibilité d'une quantité suffisante de boues activées à haute-performance. Par conséquent, la culture des boues activées constitue la première étape de la production et de l’exploitation des SBR. L'acclimatation consiste à éliminer et à amener la communauté microbienne mixte à devenir un système microbien capable de traiter les eaux usées.
1) Culture de boues activées dans le réservoir SBR
La culture des boues activées consiste à fournir aux micro-organismes des boues activées certaines substances favorisant la croissance, de l'oxygène dissous, une température et un pH appropriés. Dans ces conditions, après une période de culture, des boues activées se forment et augmentent progressivement pour finalement atteindre la concentration de boues nécessaire au traitement des eaux usées.
La culture des boues et leur acclimatation lors de la mise en service des ateliers (usines) de traitement des eaux usées sont étroitement liées au climat régional. Pour respecter le calendrier de mise en service, des méthodes de culture directe, de culture à grande échelle ou de culture intermittente peuvent être utilisées.
un. Méthode de culture directe (eaux usées domestiques)
La culture directe est largement utilisée dans le traitement des eaux usées domestiques. Pendant les saisons plus chaudes, le bassin d'aération est d'abord rempli d'eaux usées domestiques et aéré (c'est-à-dire aération sans prise d'eaux usées) pendant plusieurs heures avant un afflux et un écoulement continus. Le débit entrant est progressivement augmenté et les boues ne sont pas évacuées mais restent entièrement dans le bassin d'aération. Après plusieurs jours de fonctionnement continu, des boues activées commenceront à apparaître et augmenteront progressivement. Alternativement, les boues déshydratées extraites de stations d'épuration similaires peuvent être ajoutées au réservoir de réaction en proportion et cultivées en utilisant la même méthode jusqu'à ce que MLSS et SV atteignent des valeurs appropriées.
Étant donné que les eaux usées domestiques contiennent des nutriments appropriés, les boues atteindront rapidement le niveau requis. Pendant la période de culture (en particulier au stade initial), en raison de la faible concentration des boues, il est important de contrôler le taux d'aération pour éviter une sur-aération et une désintégration des boues.
b. Culture à grande échelle-(industrielle)
Pour les zones dépourvues de systèmes de traitement biologique à proximité ou pour les systèmes de traitement des eaux usées industrielles à grande échelle où l'inoculation des boues est difficile, la culture à grande échelle peut également être utilisée.
Basée sur la croissance et la reproduction rapides des micro-organismes, cette méthode imite le processus de culture en plusieurs étapes dans les industries de fermentation, où l'inoculum est introduit dans un réservoir de semences, puis dans un fermenteur. Des conteneurs appropriés sont sélectionnés en fonction des conditions locales pour développer la culture par étapes. Par exemple, dans un réservoir de réaction, une forte concentration de matières fécales est ajoutée pour augmenter la concentration et les nutriments dans les eaux usées. Ensuite, les canaux sont remplis d’eaux usées et la culture est développée selon la méthode décrite ci-dessus. Ce processus est ensuite intensifié et enfin, les boues sont expansées pour recouvrir l'ensemble du bassin d'aération.
c. Méthode de culture intermittente (petite proportion d’eaux usées domestiques, grande proportion d’eaux usées industrielles)
Cette méthode convient aux stations d’épuration urbaines où la proportion d’eaux usées domestiques est relativement faible. Les eaux usées sont introduites dans le bassin d'aération, avec un volume d'environ 1/4 à 1/3 du volume du réservoir. L'aération est effectuée pendant une période (environ 4 à 6 heures), suivie d'un décantation pendant 1 à 1,5 heures. Le surnageant est évacué, avec un volume d'évacuation d'environ 50 % du volume total. Les eaux usées sont ensuite ajoutées progressivement et l'opération ci-dessus est répétée 1 à 3 fois par jour jusqu'à ce que la teneur en boues dans la liqueur mélangée atteigne 15 à 20 %. Pour raccourcir la durée de culture, les boues résiduelles provenant de stations d’épuration similaires peuvent également être utilisées pour l’inoculation.
2) Acclimatation des boues activées dans les cuves SBR
Outre la culture, les boues activées contenues dans les réservoirs SBR doivent être acclimatées aux eaux usées à traiter. Les méthodes d'acclimatation sont divisées en acclimatation asynchrone et acclimatation synchrone.
L'acclimatation asynchrone consiste à cultiver d'abord les boues avec des eaux usées domestiques ou des eaux fécales diluées, puis à augmenter progressivement la proportion d'eaux usées industrielles dans le milieu de culture pour acclimater les boues.
L'acclimatation synchrone consiste à ajouter une petite quantité d'eaux usées industrielles lors de la culture initiale des boues activées avec les eaux usées domestiques, puis à augmenter progressivement la proportion d'eaux usées industrielles dans le milieu de mélange pour permettre aux boues activées de s'adapter aux caractéristiques des eaux usées industrielles.
Une fois que la quantité de boues activées dans le réservoir SBR atteint le niveau requis, l'influent doit être progressivement augmenté pour acclimater davantage les boues activées aux exigences d'élimination du phosphore et de l'azote. Lorsque tous les indicateurs d'effluents du système SBR répondent aux exigences de conception et fonctionnent de manière stable depuis 2 à 3 jours, le processus SBR est considéré comme mis en service avec succès.
3. Étapes spécifiques à la mise en service du système SBR
1) Influent : lors de la phase initiale de mise en service, étant donné que les boues activées ne se sont pas encore complètement adaptées à la qualité de l'eau traitée, le débit d'influent doit être faible au départ et augmenté progressivement. Une fois que l’effluent répond aux normes, le débit d’affluent peut être progressivement augmenté pour éviter les chocs de charge et une désactivation excessive des boues. Le processus d'influence dure environ 1 heure. Avant le prélèvement d'affluent, des échantillons doivent être prélevés pour mesurer le pH, la DCO, l'azote ammoniacal et le phosphore total.
2) Réaction : Après l'admission d'influent, allumez le ventilateur et ajustez le volume d'air pour contrôler la valeur DO entre 2-4 mg/L. Opérer dans l'ordre suivant : "Aération pendant 2 heures - Aération arrêtée pendant 1 heure - Aération pendant 2 heures - Aération arrêtée pendant 1 heure - Aération pendant 2 heures". Pendant l'aération, le SV30 doit être mesuré et maintenu entre 20 et 30 %. Si nécessaire, des échantillons doivent être prélevés pour mesurer la valeur MLSS. Ce processus peut être réglé de manière flexible en fonction du temps de travail. Lorsque la DCO ne diminue plus, l'étape de sédimentation commence. Si la mesure de la DCO est disponible, une mesure rapide en ligne peut être utilisée ; sinon, l'opération doit être basée sur l'expérience ou sur une durée fixe.
3) Sédimentation : Après l'aération finale pendant la période de réaction, la période de sédimentation commence. Généralement, une fois l'aération arrêtée et le réservoir laissé au repos, la sédimentation est complète en 2 heures environ et le surnageant peut être évacué. Des échantillons doivent être prélevés et testés à la fin de l'étape de sédimentation.
4) Drainage : Après sédimentation, le surnageant devient clair. Ouvrez le robinet de vidange à l'élévation la plus élevée pour évacuer l'eau au-dessus de l'élévation de la vanne.
5) Décantation : pendant la période de décantation, les boues doivent être évacuées de manière appropriée en fonction de la valeur SV mesurée pendant la période de réaction afin de maintenir la valeur SV dans une plage raisonnable.
3. Contrôle des paramètres du système SBR
Pendant la mise en service et les essais d'exploitation, sur la base des données de laboratoire, des observations microbiennes et de toute anomalie, des ajustements appropriés doivent être apportés aux paramètres de fonctionnement pour les maintenir dans des plages appropriées.
1. Contrôler la qualité et la quantité des eaux usées brutes pour garantir qu'elles répondent aux exigences du système de traitement des boues activées.
Lors de la mise en service réelle, la qualité des eaux usées brutes est difficile à contrôler ; la pratique habituelle consiste à contrôler le débit. Pour maintenir une relative stabilité du système pendant la phase de mise en service, la charge polluante doit être augmentée de la manière la plus uniforme possible, c'est-à-dire :
Qualité de l'eau (kg-CODcr/m3) × Volume d'eau (m3/j)=Polluants totaux (kg-CODcr/j)
Pendant la mise en service, la charge de boues doit être maintenue relativement stable en fonction de l'avancement et des besoins de la phase de mise en service afin d'éviter les charges de choc. Les charges de choc entraînent souvent la mort d'un grand nombre de micro-organismes ou des modifications de la communauté microbienne, et la récupération du système peut prendre plusieurs jours.
2. Maintenir une population microbienne relativement stable dans le système
Ceci est crucial dans le processus de mise en service du système de traitement SBR. Le processus de mise en service consiste également à trouver les paramètres de fonctionnement optimaux (tels que la concentration des boues). Pour un système fonctionnant normalement, la qualité et la quantité des eaux usées brutes sont incontrôlables ; autrement dit, quelles que soient la qualité et la quantité des eaux usées brutes, le système doit collecter et traiter toutes les eaux entrantes pour répondre aux normes. Par conséquent, il est essentiel de maintenir une valeur de concentration des boues appropriée, en garantissant que les variations dans la plage d'erreur acceptable n'affectent pas la stabilité opérationnelle et l'efficacité du traitement du système.
Pour maintenir une relative stabilité du système pendant le fonctionnement, la quantité de boues dans le système doit être maintenue relativement stable, c'est-à-dire :
Concentration des boues (kg-MLSS/d•m3) × Volume du réservoir (m3)=Boues totales dans le réservoir (kg-MLSS/j)
Le maintien d'une quantité stable de boues dans le système est obtenu en déterminant la quantité quotidienne de boues excédentaires rejetées. Les indices de boues excédentaires comprennent : la charge de boues, l’indice de boues et l’âge des boues.
3. Maintenir une concentration d'oxygène dissous dans la liqueur mélangée suffisante pour répondre aux besoins des micro-organismes
Pour le procédé SBR, la valeur DO dans le réacteur n'est pas fixe. Dans la phase initiale de la réaction, en raison de l'aération initiale et de l'introduction d'une grande quantité de matière organique, la valeur DO est faible. Au fur et à mesure que la réaction progresse, la valeur DO augmente progressivement. Par conséquent, dans les étapes ultérieures de la réaction, il suffit de maintenir l’oxygène dissous dans le réservoir à environ 2-3 mg/L. Pour ce schéma, il est nécessaire de résumer le modèle de changement d'OD dans le réacteur pendant la période de mise en service afin d'ajuster le fonctionnement de la soufflante et le taux d'aération afin de véritablement réaliser des économies d'énergie et une réduction de la consommation.
4. Dans le réservoir de réaction, les boues activées, les polluants organiques et l'oxygène dissous peuvent entrer en contact les uns avec les autres pour améliorer le processus de transfert de masse.
5. Précautions et manipulation anormale
un. Pour garantir une mise en service réussie, il est crucial de maintenir des conditions de fonctionnement stables pour le système SBR pendant cette phase. Évitez les grandes fluctuations de la charge d'affluent, de la salinité et du pH, qui pourraient créer des charges de choc importantes sur le système SBR et entraîner une détérioration des boues.
b. Pendant le fonctionnement, les indicateurs de qualité de l'eau DO, pH et SV doivent être mesurés au moins une fois par cycle de fonctionnement. Avant et après avoir modifié les concentrations de polluants, surveiller tous les indicateurs de qualité de l'eau dans le système et celles entrant dans le système, en accordant une attention particulière à la DCOcr et au pH, pour garantir la rationalité de la charge de boues du système.
c. Dans un premier temps, observez attentivement les caractéristiques des boues et enregistrez leur temps d'adaptation après chaque changement dans l'ajout d'eaux usées afin de fournir une référence pour les changements futurs dans l'ajout d'eaux usées.
d. Lorsque les boues SV30 sont supérieures ou égales à 30 %, une petite quantité de boues doit être rejetée, idéalement contrôlée à 20 %-30 %.
Lors du fonctionnement d’un système de traitement par boues activées, des situations anormales peuvent réduire l’efficacité du traitement et entraîner des pertes de boues. En particulier lors de la mise en service, en raison de changements fréquents dans la qualité et la quantité de l'eau, davantage de situations anormales sont susceptibles de se produire. Si la cause n'est pas identifiée et que les mesures appropriées ne sont pas prises en temps opportun, tous les efforts précédents seront vains, entraînant l'échec du processus de mise en service. Dans les situations anormales, il est crucial de porter des jugements opportuns et précis et de choisir les mesures les plus simples et les plus économiques pour éviter que la situation ne dégénère.