élimination biologique de l'azote dans les station à boues activées

[h.hakim78]

Bonjour à tous
Lors des inspections que je fais sur les bassins de la station d'épuration qui a à peine 3 années d'existence je remarque un dégagement des bulles d'air au niveau du bassin d'anoxie de la ligne 1 plus important que dans le bassin d'anoxie de la ligne 2. et moins de bulles d'air dans le clarif de la ligne 1 que dans le clarif de la ligne 2. il s'agit certainement du gaz N2 dégagé. ce phénomène est-il à l'origine de l'augmentation du taux de NO3 en sortie? si oui c'est dû à quoi? pourtant, les brosses d'aération dans les chenaux d'oxydation sont immergées à la même huateur (28 cm entre l'axe de la brosse et la surface de l'eau), le débits des boues recirculées est assuré par 2 pompes de réglage identique, temps de marche/arrêt de l'aération identique pour les deux lignes.
Aussi y a il quelqu'un qui a une idée sur les sondes redox, car là aussi mes sondes affichent un potentiel négatif -250 mV...0 pendant les phases d'aération et anoxie, malgré que je les nettoie régulièrement. ce sont des sondes de marque endress hausser à platine. comment peut on vérifier leur fiabilité. on va dire peut étre qu'il ya sous aération, mais le système obtient une nitrification totale, la DBO5 est toujours dans les normes et que paradoxalement les NO3 de sortie qui sont élevé.
Où est ce que réside le problème.
merci de vouloir m'aider.
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[NocardiA]

Salut.

Alors : Combien en décantation. Résultats des analyses entrée/sortie. Couleurs des boues.

Tu dis que la sonde indique -250 en phase anoxique et 0 en phase aération. Ce qui veut dire que le bassin est constamment en phase anoxie ! Donc les bactéries n’oxydent plus !!

Si tu sort du NO3, ça veut dire que soit tu aère trop, soit il y a un déséquilibre nutritionnel dans les boues. As-tu déjà fait une MVS (matière volatile sèche). Ce qui permet de savoir la composition des bactéries (rapport organique/minérale)
A combien est le taux de recirculation ??

[NocardiA]

Tu peux télécharger des fiches du CEMAGREF :

http://epnac.irstea.fr/wp-content/up...08/fndae33.pdf
http://www.bioecoplus.com/PDF/Geolif...n_des_eaux.pdf

[h.hakim78]

merci de votre réponse
ce qui m'intrigue c'est que 3 sondes redox de trois bassins d'aération évoluent toujours en valeurs négatives même pendant les phases d'aération tandis que la sonde redox du bassin 4 est soit disant normale cad en aération les valeurs sont positives et en anoxie les valeurs sont négatives.
selon vous le système est constamment en phase anoxique: alors qu'on obtient une nitrification totale en sortie (NH4 inférieur à 1 mg) et la DBO dans les normes aussi. pourtant l'anoxie doit commencer dès qu'on a une nitrification totale.
sinon pour la boue les mvs sont de 60-65%, IB:120, aération très faible charge.
en plus le système a bien tourné pendant 2 mois.
ce peut il que la cause vient des retours de l'épaississeur et stabilisateur des boues qui ont connu une fermentation? le débit d'eau brute (disponibilité du substrat) qui est passé à 50 % cet été?

[A voir en vidéo sur Futura]

[NocardiA]

Je ne connait pas le système avec épaississeur !
Sinon pour les sondes Rh, réagissent-elles, que ce soit en aération ou non ?? Le rédox monte quand ça aère ?
Le seuil Rh est toujours en phase négative ! Avez vous mesuré le Ph de l'eau ?

Avez vous possibilité de tester vos sonde dans une solution étalon (sur des Edress ça doit être du 220 mV) ?

[h.hakim78]

je ne dispose pas d'une solution étalon pour vérifier la fiabilité des sondes.
le pH de l'eau est neutre.

[NocardiA]

Je voudrais savoir si les sondes Rh des bassins 1,2,3 réagissent ? Avez vous une réaction sur votre graphique (La station est-elle pilotée par un ordinateur) ?

Si oui, pouvez vous me faire une capture d'écran de la courbe rédox en phase aération ?

Il se peut que vous soyez en anaérobiose tout le temps !! Avez vous essayé de forcer l'aération en continu, pour voir si les courbes montent en positif ?

[h.hakim78]

en fait le système est piloté par un ordinateur qui établit la courbe du redox.
et effectivement si je force l'aération j'obtiens des valeurs positives du redox, mais j'aurai aussi un taux d'O2 élevé dans les bassins (avoisinant 5mg/l).
en plus j'ai réglé l'arrêt de l'aération au point d'inflexion donnant la fin de la nitrification dans l'eau sur la courbe d'O2.
peut on se considérer dans des conditions d'anaérobiose quand on obtient le point d'inflexion de la courbe d'O2.
dans ce cas c'est la sonde redox du bassin 4 qui est fausse?

[NocardiA]

si je force l'aération j'obtiens des valeurs positives du redox, mais j'aurai aussi un taux d'O2 élevé dans les bassins (avoisinant 5mg/l).

Ce n'est pas super élevé comme mesure !!

peut on se considérer dans des conditions d'anaérobiose quand on obtient le point d'inflexion de la courbe d'O2.

Au moment du point d’inflexion, combien reste-t-il d'O2 dans le bassin ?

Quelle sont les consignes d'arrêt/marche de la sonde Rh ??

[h.hakim78]

bonjour
au point d'inflexion, O2 entre 2-2.5 mg et l'asservissement de l'aération est fait uniquement sur le taux d'O2, les sonde redox sont là uniquement pour information sur l'état du milieu
je ne comprends pas pourquoi même en utilisant un syncopage de l'aération au niveau du chenal d'oxydation, j'ai NO3 de sortie élevés? pourtant on dispose d'un bassin d'anoxie en tête.
est il enfin nécessaire de procéder à l'aération syncopée dans un chenal d'oxydation en présence d'un bassin d'anoxie en tête?

[NocardiA]

Le problème est que vous sortez du NO3 alors que vos paramètres d'aérations ont l'air bon !!!
Donc il y a un problème dans le processus de l'azote !!

Voici un bon lien sur l'azote : http://brochure.luisid.com/WaterTrea...tionAzotee.pdf

Vous connaissez l'âge de vos boues par hasard ?

[NocardiA]

ELIMINATION DE L'AZOTE
L'élimination de l'azote par voie biologique requiert des bactéries aux types trophiques très différents, les différentes formes de l'azote servant tour à tour de source d'azote, de source d'énergie et d'accepteur final d'électrons et de protons. Le processus peut être schématisé ainsi :

Minéralisation de l'azote organique : ammonification

Cette réaction, réalisée par des germes hétérotrophes, ne permet pas de fournir un abattement en azote de Kjeldahl important mais simplement de fournir une source d'azote minéral pour que les bactéries puissent minéraliser et assimiler la pollution carbonée (cf réaction de minéralisation de la DBO5 ). L'azote minéral est transféré de la phase liquide vers la phase solide (biomasse) par assimilation et sera éliminée en fin de filière.
Les stations d'épuration soumises à des contraintes sévères en terme de rejets azotés (zones sensibles à l'eutrophisation) doivent compléter ce traitement par un traitement qui permettra de transformer l'ammonium en diazote : réactions de nitrification - dénitrification.
Oxydation de l'ammonium : nitrification

Cette réaction globale, liée aux synthèses cellulaires, rend compte de l'action de deux groupes de germes chimiolithoautotrophes sur l'ammonium : les germes nitrifiants. Ces germes, dont l'un est nitritant (Nitrosomonas) et l'autre nitratant (Nitrobacter) , sont aérobies strictes et tirent leur énergie de l'oxydation de l'ammonium.
Cette réaction n'est possible en station d'épuration que si la DBO5 est suffisamment minéralisée et si les conditions d'oxygénation suffisantes :
- la quantité de CO2 (source de carbone) issue de la minéralisation de la DBO5 doit être suffisante pour permettre le développement des autotrophes nitrifiants.
- la quantité de DBO5 (source de carbone et d'énergie des hétérotrophes) doit être suffisamment faible pour que les nitrifiants ne soient pas en compétition avec les germes hétérotrophes pour l’ammonium (source d'azote et d'énergie) . Le temps de génération des hétérotrophes étant de 30 minutes à 1 heure, contre 24 heures pour les nitrifiants, ceux-ci peuvent représenter l'espèce dominante et séquestrer l'ammonium et l'oxygène aux dépens des nitrifiants.
- teneur en oxygène libre supérieure ou égale à 2 mg/L.

Réduction des nitrates : Dénitrification dissimilatrice

Cette réaction, liée aux synthèses cellulaires, est catalysée par des bactéries chimioorganotrophes aérobies strictes pratiquant la respiration anaérobie. Les nitrates, issus de la nitrification, servent d'accepteurs finaux d'électrons et de protons dans le processus de respiration. A l'inverse de la précédente, cette réaction n'est possible que dans les conditions suivantes :
- la teneur en DBO5 doit être suffisante pour permettre le développement des hétérotrophes dénitrifiants.
- on doit être dans des conditions d'anoxie, c'est à dire présence d'oxygène lié (NO3-) et absence d'oxygène libre (O2) afin de favoriser la respiration sur nitrates.
L'anoxie est mesurée par le potentiel redox du milieu et correspond à une valeur moyenne de EH2 = +150 mV.
Remarque : pour l'aérobiose, hormis la mesure de l'oxygène dissous, elle correspond à une mesure de potentiel redox de l'ordre de EH2 = +350 mV.
On arrive dans des conditions d'anaérobiose (absence d'oxygène libre et d'oxygène lié) lorsque EH2 = 0 mV.


Cette élimination conjointe de l'azote est très difficile à mettre en œuvre dans une filière classique et nécessite la conception de deux bassins séparés dans lesquels sont générées les conditions optimales de chacun :


Le bassin d'anoxie doit être plus petit que le bassin d'aération, cette différence de taille permettant de générer, dans le bassin d'anoxie, les conditions idéales de développement des hétérotrophes et dans le bassin d'aération les conditions idéales de développement des autotrophes. Les germes dénitrifiants génèrent, par la respiration nitrate, le CO2 nécessaire aux nitrifiants, et ont besoin d'un apport suffisant en carbone organique, d'où le positionnement de la zone d'anoxie en tête de filière.

[NocardiA]

Phase de nitrification

[h.hakim78]

j'ai changé complétement le mode de fonctionnement des aérateurs, j'ai supprimé les phases d'anoxie, et j'ai réduis les temps de fonctionnement des aérateurs et le nombre, j'ai éliminé le fonctionnement par des cycles, et là je commence à avoir l'abattement des nitrates en sortie et meme l'abattement biologique du phosphore.
et là je crois que mes sondes ne sont pas fiables, et surtout la chose qui m'a induit en erreur c'est le fait de suivre la théorie des cycles marche/arrét. je crois que les chenaux d'oxydations n'ont pas besoin de ce système de fonctionnement parceque sa conception en boucle permet d'aménager des temps d'anoxie entre les brosses d'aération

[NocardiA]

Bien !!!!!!!!!!! Bonne nouvelle !!!

Le principe des chenaux, je ne connais pas. MAis si il y a absence d'O2 dans ceux-ci, suivant le temps de passage, ça peux faire fonction de zone d'anoxie.

[h.hakim78]

oui je pense que la vitesse de circulation de l'eau dans les chenaux d'oxydation est importante, plus en on augmente le nombre de brosses d'aération en marche plus la vitesse de circulation augmente plus on réduit l'anoxie dans le bassin biologique.
merci pour votre précieuse collaboration, restons en contact pour plus d'échange.

[NocardiA]

"Le savoir ne vaut, que s'il est partagé"