Dans le domaine du traitement des eaux usées, le procédé à boues activées agit comme un « gardien de l’épuration » silencieux. Formé par l'agrégation de micro-organismes aérobies, il utilise ses puissantes capacités d'adsorption et d'oxydation pour « dévorer » et transformer la matière organique dans les eaux usées, protégeant ainsi la qualité de l'eau. Mais ce « gardien » peut aussi rencontrer une « crise sanitaire »-agglutination des boues. Une fois que cela se produit, cela peut non seulement conduire à des normes d’effluents excessives, mais également paralyser l’ensemble du système de traitement. Aujourd’hui, nous allons nous pencher sur les causes et les processus du gonflement des boues et vous apprendre à l’identifier avec précision et à y remédier scientifiquement.
I. Comprendre le « Code Sanitaire » des Boues Activées
Pour déterminer si les boues sont « volumineuses », vous devez d’abord comprendre leurs « indicateurs de santé ». Les trois indicateurs clés suivants sont essentiels au suivi de l’état des boues activées :
Volume de décantation des boues (SV30) : prélevez 1 000 ml de liqueur mélangée du réservoir d'aération, laissez-le reposer pendant 30 minutes et mesurez le rapport volumique des boues décantées à la liqueur mélangée. La plage normale est de 20 à 30 %. Une valeur nettement supérieure à cette valeur peut indiquer un avertissement de regroupement.
Indice de Volume des Boues (SVI) : Le volume (ml/g) occupé par 1g de boues sèches après 30 minutes de décantation. La formule est (SV% × 100) / MLSS. Un SVI d'environ 100 indique des performances optimales de décantation des boues ; un SVI supérieur à 150 signifie que les boues sont sur le point ou sont déjà entrées dans un état de gonflement.
Abondance de filaments : Au microscope, les bactéries filamenteuses forment le « squelette » des boues activées. Une petite quantité de floculants bénéfiques est présente, mais une abondance atteignant le niveau (d) justifie la prudence, le niveau (e) indique un état de gonflement et le niveau (f) indique un gonflement sévère.
II. Deux principaux responsables du gonflement des boues
Le gonflement des boues n’est pas causé par un seul facteur ; il est principalement divisé en deux catégories : le gonflement filamenteux et le gonflement non-filamenteux. Leurs « conditions de commission du crime » et leurs « méthodes » diffèrent :
(I) Le gonflement filamenteux : le « fauteur de troubles » le plus courant
Dans des circonstances normales, les bactéries formant des flocs-croissent plus rapidement que les bactéries filamenteuses, et les deux coexistent dans une relation symbiotique équilibrée. Cependant, lorsque l'environnement change brusquement, les bactéries filamenteuses, avec leurs avantages de « grande surface et forte résistance », se multiplient rapidement, devenant dominantes et entraînant une détérioration des propriétés de décantation des boues.
Il existe six facteurs inducteurs :
Une faible teneur en matière organique dans les affluents signifie que les micro-organismes ne sont pas « suffisamment nourris » ;
Des nutriments insuffisants tels que l’azote et le phosphore limitent la croissance des flocs ;
Un pH faible inhibe l'activité bactérienne, permettant aux bactéries filamenteuses de proliférer ;
L'oxygène dissous (OD) dans le bassin d'aération est inférieur à 2 mg/L, créant un environnement anaérobie propice à la croissance des bactéries filamenteuses ;
Les grandes fluctuations de la qualité/quantité de l’influent ont un impact sur les micro-organismes ;
Température appropriée (25-30 degrés), ce qui la rend sujette aux épidémies en été ; si l'affluent « met en poussière » et produit du H₂S (dépassant 1-2 mg/L), cela peut également conduire à une prolifération excessive de crasses.
(II) Le gonflement non-filamenteux : l'"auto-effondrement" des flocs
Ce type de gonflement n'est pas provoqué par des bactéries filamenteuses, mais plutôt par une activité physiologique anormale des bactéries flocées elles-mêmes, et peut être divisé en deux situations :
Regroupement visqueux : l'influent contient une grande quantité de matière organique dissoute, ce qui entraîne une charge de boues (F/M) trop élevée, mais une quantité insuffisante d'azote et de phosphore ou une faible OD. Une fois que les bactéries sont suralimentées, elles ne peuvent pas métaboliser normalement et sécrètent de grandes quantités de polysaccharides hydrophiles, provoquant une augmentation de l'eau liée dans les boues de 100 % à 400 %, formant une substance semblable à un gel-qui ne peut pas se déposer.
Regroupement à faible-viscosité (croissance dispersée) : lorsque l'influent contient des substances toxiques (telles que des métaux lourds, des phénols, du cyanure), les bactéries ne peuvent pas sécréter de substances visqueuses, ne parvenant pas à former de flocs, et la séparation des boues-eau échoue complètement.
III. 10 Solutions au groupage des boues
Une fois le gonflement des boues détecté, une approche ciblée est nécessaire en fonction de la cause spécifique. Les 10 méthodes suivantes peuvent être utilisées en combinaison :
Aération améliorée : augmentez la concentration d'OD à 2-4 mg/L (dans des cas particuliers, l'aération peut devoir être réduite, comme dans le cas d'un gonflement visqueux à charge élevée) ;
Ajustement de la charge : réduisez la concentration de matière organique influente ou augmentez le débit de retour des boues pour équilibrer le rapport F/M ;
Injection par étapes : évitez les impacts d'influents concentrés et stabilisez l'environnement de croissance microbienne ;
Temps d'aération prolongé : effectuez une "ré-aération" pour favoriser la décomposition complète de la matière organique ; Compléter les nutriments : ajouter des composés azotés (comme l'urée) ou des sources de phosphore pour répondre aux besoins des micro-organismes ;
Augmentation de la densité des boues : ajouter de la chaux ou digérer les boues pour accélérer la décantation des boues ;
Dilution des eaux usées : Diluer l'influent avec de l'eau traitée ou de l'eau propre pour réduire la toxicité ou la concentration de matières organiques ;
Contrôle à la source : s'il y a un excès de glucides, recherchez la source des eaux usées (telles que les eaux usées de la transformation des aliments) et réduisez l'apport à la source ;
Agitation du décanteur secondaire : agitez lentement les boues pour accélérer la séparation des boues-eau ;
Ajout de coagulants : si les boues ne décantent que mal et que leur capacité de purification est encore intacte, utilisez un coagulant électrolytique de haut-poids moléculaire-pour faciliter la sédimentation.
IV. Extension : Flottage/défloculation des boues – à ne pas confondre avec le groupage
Outre le gonflement, les boues activées peuvent également rencontrer des problèmes de « flottement » et de « défloculation », qu'il convient de bien distinguer :
Grosses boues flottantes : Si les boues sont de couleur pâle et ont une odeur de rouille, cela est dû à une dénitrification (manque d'oxygène dans le bassin de décantation, les nitrates sont transformés en azote gazeux). Augmentez le taux de retour et réduisez l’âge des boues. Si les boues sont noires et malodorantes, cela est dû à une putréfaction anaérobie des boues accumulées (produisant des gaz comme du H₂S). Éliminer les zones mortes dans le décanteur et aérer régulièrement.
Petites particules de boue flottantes (boues flottantes) : Ceci est souvent causé par des changements soudains du pH de l'influent/des substances toxiques, le vieillissement des boues, un déséquilibre C/N, une température de l'eau supérieure à 40 degrés, etc. Des ajustements ciblés sont nécessaires (comme l'arrêt des influents toxiques et l'ajout de nutriments).
V. Prise en charge quotidienne : la prévention est plus importante que le traitement
Surveillance régulière : mesurez quotidiennement le SV30 et le SVI et examinez l'abondance des bactéries filamenteuses chaque semaine pour détecter rapidement les signaux anormaux ;
Influent stable : contrôler les fluctuations de la qualité et de la quantité de l'eau influente pour éviter les chocs causés par les substances toxiques ;
Optimisation environnementale : maintenir une OD de 2 à 4 mg/L, une température de l'eau de 15 à 25 degrés et une DBO : N : = 100 : 5 : 1 pour créer des conditions appropriées aux flocs bactériens ;
Observez la phase biologique : Une prédominance de ciliés sessiles tels que Vorticella indique un bon fonctionnement du système ; une augmentation du nombre de ciliés mobiles et une augmentation du nombre de bactéries filamenteuses nécessitent une intervention rapide.
La « santé » des boues activées détermine directement l’effet du traitement des eaux usées. Bien que le regroupement des boues soit un défi, en comprenant ses causes, en mettant en œuvre des mesures précises et en combinant cela avec une gestion quotidienne méticuleuse, ce « gardien de l’épuration » peut maintenir une efficacité élevée et constante.