IV - LES TECHNIQUES DU TRAITEMENT BIOLOGIQUE D'AZOTE
CONTENU DANS LES EAUX USEES
Les eaux usées sont majoritairement traitées par
voie biologique dans les stations d'épuration. Celle-ci regroupe
l'ensemble des processus qui permettent l'épuration des eaux
usées de telles façons que l'eau retrouve sa qualité
d'origine après une pollution. Ces techniques utilisent
l'activité des bactéries nitrifiantes et dénitrifiantes
pour se débarrasser de la pollution azotée. Le traitement
biologique conventionnel de l'azote des eaux usées par voie biologique
se réalise en deux étapes : oxydation de l'azote ammoniacal par
une flore nitrifiante aérobie et réduction du nitrate en azote
moléculaire par une flore dénitrifiante en conditions anoxiques.
Ces micro-organismes peuvent être utilisés soit en culture libre
(Procédés à biomasse libre ou système à
boues activées), soit en culture fixé (Procédés
à biomasse fixée).
1- Les Procédés a Biomasse Libre
Les procédés à biomasse libre ont pour
fonction d'éliminer la pollution carbonée et azotée. Les
étapes de nitrification et dénitrification ont
généralement lieu dans des bassins où co-existent à
la fois des bactéries autotrophes et hétérotrophes. La
réalisation de la nitrification et de la dénitrification par
cette culture mixte nécessite donc d'alterner des conditions
aérobie et anoxie. Par ailleurs, pour une bonne dénitrification,
il est nécessaire de disposer d'une quantité suffisante de
carbone biodégradable, qu'elle provienne de l'effluent à traiter
ou par l'ajout supplémentaire.
A. Les boues activées
L'installation des boues activées dans le traitement
des eaux usées ont tout d'abord été conçues pour
éliminer successivement les pollutions carbonées et
azotées. La boue activée est composée essentiellement de
microorganismes floculants, qui sont mélangées avec de
l'oxygène dissous et de l'eau usée. Les micro-organismes de la
boue activée entrent constamment en contact avec les polluants
organiques des eaux résiduaires, ainsi qu'avec l'oxygène, et sont
maintenus en suspension.
Figure 5 : schéma général
d'une boue activée (d'après Barnard et al.,
1998)
Après le passage par une zone de contact, l'eau
usée est admise dans un bassin d'aération contenant la biomasse
épuratrice en suspension (boues activées).Le bassin
d'aération est équipé d'un système
d'aération fonctionnant en discontinu (une dizaine de cycles
d'aération par jour).La nitrification s'effectue durant les phases
aérobies et la dénitrification durant les phases d'anoxie. Ce
procédé nécessite l'ajout d'une source de carbone externe
au niveau du bassin de dénitrification (méthanol ou
acétate).
Afin d'éviter l'ajout de carbone organique
coûteux, Ludzack-Ettinger ont proposé un modèle où
la dénitrification utilise le nitrate produit dans la zone
aérobie, ce qui nous permet d'éviter l'ajout de carbone
supplémentaire.
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