Préface
La mise en service initiale d’un procédé de séquençage par lots de boues activées (SBR) est une étape de transition critique entre l’achèvement de l’infrastructure et un fonctionnement stable. Les principaux objectifs sont de cultiver et d'acclimater la communauté microbienne des boues activées, d'optimiser les paramètres de synchronisation du processus, de vérifier les performances des équipements et, à terme, d'atteindre une conformité stable en matière de qualité des effluents. Ce guide adhère strictement aux normes de l'industrie telles que le « Règlement technique pour l'exploitation, l'entretien et la sécurité des stations d'épuration des eaux usées urbaines » (CJJ 60) et les « Spécifications techniques pour l'ingénierie du traitement des eaux usées par boues activées » (HJ 573). Le contenu se concentre sur des points pratiques clés et s'applique à la mise en service initiale d'installations de traitement des eaux usées SBR nouvellement construites, rénovées ou agrandies, fournissant des conseils opérationnels systématiques et applicables au personnel technique.
I. Travaux préparatoires avant la mise en service
(I) Personnel et préparation technique
1. Le personnel de mise en service doit suivre une formation spécialisée sur les principes du processus, le fonctionnement de l'équipement et les règles de sécurité, et doit maîtriser la logique de fonctionnement de chaque étape du SBR et les méthodes de surveillance des indicateurs de qualité de l'eau ;
2. Un plan de mise en service détaillé doit être préparé, définissant clairement les objectifs de mise en service, les divisions d'étapes, les plages de contrôle des paramètres, les plans d'urgence et les exigences d'enregistrement des données. Le plan doit être examiné et approuvé par le superviseur technique.
(II) Acceptation des équipements et des instruments
1. Test d'unité individuelle : effectuez des tests à vide-charge et charge sur les équipements de base tels que la pompe d'entrée, le ventilateur, l'agitateur et le décanteur en séquence. Vérifiez le bruit de fonctionnement, les niveaux de vibration et la sensibilité de démarrage/arrêt de l'équipement pour vous assurer que chaque pièce d'équipement est exempte de bourrage, de fuite ou d'autres défauts, et que les paramètres de fonctionnement répondent aux exigences de conception.
2. Test d'interconnexion : simulez un cycle de fonctionnement complet pour vérifier la logique de contrôle interconnectée entre les équipements. Concentrez-vous sur la vérification de la séquence de commutation entre l'aération et l'agitation, ainsi que sur la précision de l'interconnexion entre le décanteur et la jauge de niveau, garantissant la stabilité et la fiabilité du système de contrôle automatisé.
3. Étalonnage des instruments : effectuez un étalonnage complet des instruments tels que les pH-mètres, les compteurs d'oxygène dissous (OD), les compteurs ORP, les jauges de niveau et les débitmètres. Utilisez des solutions standard pour calibrer le point zéro et la plage afin de garantir l'exactitude des données de surveillance. Les enregistrements d’étalonnage doivent être archivés pour référence future.
(III) Préparation des matériaux et de la qualité de l'eau
1. Préparation des boues d'inoculation : Les boues activées matures provenant de stations d'épuration des eaux usées similaires doivent être utilisées de préférence. Les boues doivent être brun jaunâtre-, exemptes d'odeur putride et leur teneur en humidité doit être contrôlée entre 96 % et 98 %. Si une boue d'inoculation similaire n'est pas disponible, une méthode d'auto-culture peut être utilisée, en ajoutant des nutriments organiques (tels que le glucose, l'urée et le dihydrogénophosphate de potassium) pour initier la croissance microbienne.
2. Préparation chimique : Préparez les floculants (PAC, PAM), les nutriments (urée, dihydrogénophosphate de potassium) et les ajusteurs d'alcalinité (carbonate de sodium, bicarbonate de sodium) selon les besoins. Le système de dosage de produits chimiques doit être testé pour garantir des canalisations dégagées et un dosage précis.
3. Enquête sur la qualité de l'eau influente : surveillez en continu la qualité de l'eau influente pendant 7-15 jours pour déterminer la plage de fluctuation de la DCO, de la DBO₅, du NH₃-N, du TN, du TP et du pH, et déterminer s'il y a des substances toxiques ou nocives dans l'affluent. Si nécessaire, ajoutez un processus de prétraitement.
II. Points opérationnels clés de la phase de mise en service principale
(I) Inoculation et acclimatation des boues
1. Inoculation des boues
- La quantité de boues inoculées ajoutée doit garantir que la concentration de matières en suspension dans la liqueur mixte (MLSS) dans le réservoir de réaction atteint 1 000 à 1 500 mg/L. Après l'ajout, injectez de l'eau propre ou des eaux usées à faible -concentration dans le réservoir pour immerger les disques d'aération et les pales de l'agitateur ;
- Immédiatement après l'inoculation, démarrez une aération continue sans ajouter d'eau, en contrôlant la concentration d'OD à 2 ~ 3 mg/L. Le temps d'aération doit être de 24 à 48 heures, pendant lesquelles MLSS et SV₃₀ doivent être surveillés toutes les 6 heures et le changement de couleur des boues doit être observé.
2. Acclimatation des boues
- L'acclimatation doit suivre les principes de faible charge et de progression progressive, divisée en trois étapes :
- Étape 1 (Période d'augmentation de la charge) : L'influent est introduit à 30 % ~ 40 % de la charge d'influent prévue, avec un cycle de fonctionnement contrôlé à 12 heures (2 heures d'influent, 6 heures de réaction aérobie, 2 heures de sédimentation, 1 heure de rejet d'effluent, 1 heure d'inactivité). Au stade aérobie, la DO est maintenue à 2~3 mg/L. En phase anoxique (si équipé), l'agitation est activée, et DO inférieure ou égale à 0,5 mg/L. Les indicateurs DCO, NH₃-N des affluents et des effluents et des boues (MLSS, SVI) sont surveillés quotidiennement. Si le taux d’élimination de la DCO des effluents est constamment supérieur à 60 %, l’étape suivante peut avoir lieu.
- Phase deux (période de stabilisation de la charge) : augmentez la charge d'influence à 60 % à 70 % de la valeur de conception. Ajustez le temps de réaction en fonction de la dégradation de la qualité de l’eau. Si le taux d'élimination de NH₃-N est inférieur à 80 %, le temps de réaction aérobie doit être prolongé. Durant cette phase, l'accent doit être mis sur les performances de décantation des boues ; Le SVI doit être contrôlé à 80-120 mL/g. En cas de gonflement des boues, réduisez immédiatement la charge d'affluent et augmentez le taux d'aération.
Phase trois (période d'acclimatation à pleine-charge) : augmentez progressivement la charge d'affluent jusqu'à 100 % de la valeur de conception, optimisez les paramètres de synchronisation pour chaque phase et assurez-vous que les taux d'élimination de DCO, NH₃-N, TN et TP répondent tous aux exigences de conception et que les performances des boues sont stables. La période d'acclimatation pour cette phase ne doit pas être inférieure à 7 jours.
(II) Optimisation et ajustement des paramètres du cycle de processus
1. Ajustement des paramètres de l'étape d'influent : comparez l'impact des influents restrictifs et non restrictifs sur les boues. Un affluant restrictif est recommandé pour les eaux usées industrielles. Contrôlez le débit d’influent pour éviter une augmentation soudaine de la concentration du substrat. L'activation de l'agitation pendant l'influent peut améliorer le mélange et réduire le gradient de concentration. Enregistrez l’efficacité de la dégradation de l’eau sous différentes méthodes d’influent pendant l’ajustement.
2. Ajustement des paramètres de l'étape de réaction : contrôlez la concentration d'OD en ajustant le taux d'aération pour clarifier la corrélation entre l'OD et les taux de dégradation de la DCO/NH₃-N au stade aérobie. Pour les besoins d’élimination de l’azote, ajustez l’intensité d’agitation et le dosage de la source de carbone dans l’étape anoxique pour déterminer le rapport C/N optimal. Si une élimination améliorée du phosphore est nécessaire, vérifiez la relation entre le temps de libération du phosphore au stade anaérobie et l’efficacité de l’absorption du phosphore au stade aérobie.
3. Ajustement des paramètres de l'étape de sédimentation et de drainage : Déterminez le temps de décantation optimal des boues en faisant varier le temps de sédimentation (0,5 ~ 2 h) pour éviter un excès de matières en suspension dans l'effluent en raison de temps de sédimentation courts ou des boues anaérobies flottantes en raison de temps de sédimentation longs. Ajustez le taux de descente du décanteur, en l'augmentant progressivement de 0,3 m/h à 1,0 m/h, en enregistrant la turbidité de l'effluent à différents taux pour déterminer le taux de décantation optimal.
4. Ajustement des paramètres de la phase de ralenti : sélectionnez le mode de fonctionnement de la période de ralenti en fonction de l'état des boues. Si le MLSS est élevé, une petite quantité de boues excédentaires peut être évacuée pendant la période d'inactivité. Si les boues sont sujettes à la putréfaction anaérobie, une micro-aération ou une agitation de faible-intensité peut être activée. Enregistrez les changements dans l’activité des boues sous différents modes pendant l’ajustement.
(III) Surveillance et enregistrement des données pendant la mise en service
1. Fréquence de surveillance : Les indicateurs de surveillance quotidiens (OD, pH, ORP, niveau de liquide) sont enregistrés toutes les 2 heures ; les indicateurs de qualité de l'eau (DCO, DBO₅, NH₃-N, TN, TP, SS) sont suivis quotidiennement ; les indicateurs de boues (MLSS, SV₃₀, SVI) sont suivis quotidiennement.
2. Traitement des données : Établir un journal de mise en service, enregistrant la charge d'affluent quotidienne, la séquence du cycle de fonctionnement, les paramètres de fonctionnement des équipements, les indicateurs de qualité de l'eau et de boues. Tracez les courbes de dégradation de l'eau et les courbes de changement de performance des boues pour fournir un support de données pour l'optimisation des paramètres.
III. Problèmes courants et mesures de gestion lors de la mise en service
1. Mauvaise activité des boues inoculées
Se manifeste par une couleur de boue noire et une odeur putride après aération, avec un taux d'élimination de la DCO inférieur à 30 %. Mesures de traitement :
1. **Prolongez le temps d'aération à 72 heures, en ajoutant des nutriments tels que le glucose et l'urée pendant cette période pour compléter les substances nécessaires au métabolisme microbien ;
2. Ajouter une quantité appropriée de boues fraîchement inoculées pour augmenter la concentration microbienne des boues ;
3. Vérifiez la concentration d'OD. Si une aération insuffisante entraîne des conditions anaérobies localisées, augmentez le taux d'aération ou nettoyez les disques d'aération obstrués.
2. **Perte importante de boues**
Cela se manifeste par des effluents troubles et une diminution continue du MLSS. Mesures de traitement :
1. Raccourcissez le taux de descente du décanteur à 0,3-0,5 m/h et prolongez le temps de stabilisation à 2 heures ;
2. Réduisez la charge influente pour minimiser l’impact sur la couche de boue ;
3. Vérifier l'aération excessive conduisant à la désintégration des boues, réduire de manière appropriée le taux d'aération et contrôler l'OD à environ 2 mg/L ;
4. Ajoutez une petite quantité de PAM pour améliorer les performances de décantation des boues.
3. **Mauvaise nitrification**
Cela se manifeste par une concentration excessive de NH₃-N dans l'effluent et une lente dégradation de NH₃-N au stade aérobie. Mesures de traitement : 1. Prolonger le temps de réaction aérobie et augmenter la DO au stade aérobie à 3-4 mg/L pour assurer les besoins métaboliques des bactéries nitrifiantes ; 2. Réduisez la quantité de boues en excès et prolongez l'âge des boues à 15-25 jours pour favoriser l'enrichissement en bactéries nitrifiantes ; 3. Vérifiez l'alcalinité de l'influent. Si l'alcalinité est insuffisante (rapport alcalinité sur NH₃-N < 7,14), ajouter du carbonate de sodium pour compléter l'alcalinité ; 4. Prenez des mesures de conservation de la chaleur pour garantir que la température de l'eau ne soit pas inférieure à 15 degrés, car une basse température inhibera considérablement l'activité des bactéries nitrifiantes.
4. Faible efficacité de dénitrification
Cela se manifeste par un TN excessif dans l'effluent et une augmentation rapide de la valeur ORP au stade anoxique. Mesures de traitement : 1. Ajouter des sources de carbone externes telles que le méthanol et l'acétate de sodium pour ajuster le rapport C/N à 5-8 : 1 ; 2. Prolongez le temps de réaction anoxique pour assurer une dénitrification complète ; 3. Augmentez l'intensité de l'agitation pour assurer un mélange uniforme et éviter les zones mortes avec une DO trop élevée dans la phase anoxique.
5. Génération excessive de mousse
Cela se manifeste par une accumulation de mousse supérieure à 0,5 m à la surface du bassin d’aération, affectant l’efficacité de l’aération. Les mesures correctives comprennent : 1) réduire la charge d'affluent pour diminuer l'apport de matière organique facilement moussante ; 2) pulvérisation d'un antimousse (tel qu'un antimousse polyéther), en contrôlant le dosage pour éviter d'affecter l'activité microbienne ; et 3) vérifier la présence de mousse vieillissante causée par des boues trop anciennes et augmenter de manière appropriée le débit d'évacuation des boues.
IV. Critères pour déterminer l'achèvement de la mise en service
1. La charge d'affluent atteint 100 % de la valeur de conception pendant 7 jours consécutifs, et les indicateurs de qualité de l'eau d'afflux et d'effluent (DCO, DBO₅, NH₃-N, TN, TP, SS) répondent systématiquement aux normes de rejet de conception ou aux normes de rejet nationales/locales.
2. Les performances des boues activées sont stables, avec un MLSS maintenu à 2 000 ~ 4 000 mg/L, un SVI à 50 ~ 150 ml/g, une couleur de boue brun jaunâtre-, de bonnes performances de décantation et aucun phénomène anormal tel que le gonflement ou le flottement des boues.
3. Tous les équipements fonctionnent normalement, le système de contrôle automatisé fonctionne sans problème, les paramètres de synchronisation du cycle de processus sont optimisés et un fonctionnement stable peut être obtenu.
4. Le journal de mise en service est complet, les enregistrements de données sont véridiques, précis et traçables, et le rapport de mise en service est terminé et accepté.
V. Précautions de transfert de maintenance après-mise en service
1. Complétez le rapport de mise en service, qui doit inclure le processus de mise en service, les résultats d'optimisation des paramètres, les enregistrements de gestion des problèmes et les recommandations opérationnelles, servant de base technique pour la maintenance ultérieure.
2. Fournir une formation spécialisée au personnel de maintenance, couvrant le contrôle des paramètres du processus, la maintenance quotidienne des équipements et la gestion des conditions de fonctionnement anormales, garantissant ainsi un fonctionnement indépendant.
3. Établir un système de gestion de la maintenance de routine, définissant clairement la fréquence d'inspection des équipements, les plans de surveillance de la qualité de l'eau et les exigences de gestion des boues pour garantir le fonctionnement stable à long terme du processus SBR.