Les fiches Problèmes biologiques liés au traitement des eaux by sparkunder16

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                  Problèmes biologiques liés
                  au traitement des eaux résiduaires

   Une forte proportion des stations d’épuration à boues acti-           et 2001) les valeurs de l’indice de boues (voir encadré) ser-
   vées, traitant des effluents urbains est atteinte de façon dis-       viront d’indicateur de la fréquence du foisonnement. L’inté-
   continue, voire chronique par des problèmes d’ordre bio-              rêt est de quantifier ce phénomène au niveau national en
   logique. Ils gênent le processus final de décantation et, pour        terme de probabilité de non conformité du rejet. À partir de
   ne pas risquer la perte des boues occasionnent une aug-               ces premières données, un échantillon de stations d’épura-
   mentation des coûts d’exploitation des installations. Les             tion à boues activées présentant des indices de boues éle-
   deux principaux sont le foisonnement des boues, augmen-               vées sera sélectionné. Une identification des bactéries fila-
   tation du volume occupé par les boues et le moussage bio-             menteuses et une première analyse des caractéristiques de
   logique, formation de mousse brune, dense s’accumulant à              la station (conception, type effluent, conditions de fonc-
   la surface des ouvrages. Ils portent tous deux atteinte à la          tionnement) seront alors menées. Cette seconde partie de
   qualité du traitement. Ces deux types de dysfonctionnements           l’enquête permettra de rechercher les relations qui pour-
   sont liés à la prolifération de bactéries filamenteuses, hors         raient exister entre le foisonnement des boues et ces diffé-
   de la structure du floc.                                              rents paramètres.
   Présent sur le terrain depuis plus de vingt ans et dévelop-           Les résultats sont prévus pour 2003 : ils seront largement
   pant des recherches appliquées, le Cemagref a acquis une              diffusés auprès des partenaires du Cemagref et des acteurs
   expertise reconnue au niveau national, dans le domaine                du traitement biologique de l’eau usée.
   des problèmes biologiques ; il fait partie des quelques équi-         Cette enquête renouvelle celles déjà pratiquées par le
   pes internationales significatives de ce domaine. Après des           Cemagref : en 1988, sur le foisonnement des boues acti-
   travaux, bien souvent sur pilote et sur site en grandeur réelle,      vées en France et en 1993, sur les mousses biologiques
   les conclusions des recherches sont transférées aux acteurs           stables. Cette dernière a donné lieu à la parution du « Guide
   concernés par l’épuration de l’eau (http://www.cemagref.fr/           de lutte contre les mousses biologiques stables » dans le
   Informations/Produits/Publications/index.html).                       cadre du G.I.S.-Mousses.
                                                                         La technique FISH (Fluorescent In Situ Hybridization) déve-
                                                                         loppée ces dernières années sera largement utilisée pour
                            Une enquête nationale
                            !
                                                                         l’identification bactérienne. En complément des critères
                 sur la fréquence du foisonnement                        morphologiques, elle permet une identification génotypique
   Le Cemagref a lancé en 2002 une enquête nationale, finan-             et une visualisation de la bactérie dans l’échantillon même.
   cée par le ministère chargé de l’environnement, dans le but           Grâce à un cofinancement de la région Ile-de-France, le
   d’estimer la fréquence des dysfonctionnements biologiques.            Cemagref a acquis la plateforme MIMOSE (MIcrobiologie
   Elle concerne les stations d’épuration à boues activées, trai-        MOléculaire au Service de l’Environnement) composée d’un
   tant des effluents urbains. Sur la base des rapports annuels          microscope confocal équipé d’un dispositif de micromani-
   de suivi établis par les SATESE (sur les années 1999, 2000            pulation et d’une PCR quantitative.



                                                                                                                 novembre 2002
   Contacts scientifiques
   Laure Graveleau, Philippe Duchène, Cemagref, unité de recherche Qualité et fonctionnement hydrologique des systèmes aquatiques,
   Parc de Tourvoie, BP 44, 92163 Antony cedex
   Tél. + 33 1 40 96 60 32 / +33 1 40 96 60 18 – Fax + 33 1 40 96 61 99
   E-mail : laure.graveleau@cemagref.fr, philippe.duchene@cemagref.fr
           Combien bien mesurer l’indice de boues ?                          technicité française en matière d’exploitation des stations
    Matériel : 1 éprouvette graduée d’un litre, 1 minuteur, 1 l de boues     d’épuration. La volonté affirmée de poursuivre l’activité
    activées prélevées dans le bassin d’aération.                            du GIS a permis le renouvellement de ce groupe mainte-
    Temps : 45 min max (y compris de préparation).
    Information nécessaire : MES en mg/l.                                    nant intitulé « GIS Biostep ». Ses principales activités sont :
    Les boues activées sont mises à décanter dans l’éprouvette d’un litre    • la publication collective de résultats issus de ces tra-
    pendant 30 min, en statique, à l’abri du soleil. Le volume décanté       vaux dont le dernier en date est la publication dans TSM
    correspondant à la hauteur du voile de boues est noté. Le test est       (Canler et coll., 2002) d’un article concernant l’épaississe-
    valide si cette hauteur est comprise entre 50 ml et 300 ml. En des-
                                                                             ment des boues et les règles de bonne gestion des épaissis-
    sous de 50 ml, l’estimation est très peu précise, au-delà de 300 ml
    des effets de paroi de l’éprouvette altèrent la mesure. Pour obtenir     seurs ;
    une valeur comprise dans la gamme de 50 à 300 ml, des dilutions          • une veille active sur les cas de dysfonctionnements et
    avec de l’eau épurée sont souvent nécessaires.                           les techniques et les avancées de la recherche ;
    L’indice de boues reflète l’aptitude des boues à décanter, il est        • une mise en commun des expériences de terrain sur des
    calculé de la manière suivante :
                                                                             sujets tels que le traitement des retours septiques des stocka-
          IB = volume décanté dans l’éprouvette/masse de boues
                              dans l’éprouvette.
                                                                             ges de boues, l’optimisation de la chloration pour lutter
    Il s’exprime en ml/g. En situation normale et sans ajout de sels         contre les bactéries filamenteuses ou bien des réflexions
    métalliques utilisés pour la déphosphatation, cette valeur est de        sur des choix de conception comme par exemple l’oppor-
    l’ordre de 150 ml/g.                                                     tunité des lames siphoïdes sur les décanteurs ou la con-
    La masse de boues dans l’éprouvette est donnée par la valeur des MES.    ception des dégraisseurs ;
    Les MES sont les matières en suspension à ne pas confondre avec les      • des réflexions sur les évolutions pressenties en matière
    MS (matières sèches). Les MES correspondent au poids de l’extrait
    sec du culot obtenu après centrifugation de 250 ml de boues. Il
                                                                             de réglementation. Ainsi, une réflexion est en cours sur la
    s’agit donc des éléments particulaires contenus dans les boues           faisabilité technique et économique de remplacer le chlore
    alors que les MS correspondent au poids de l’extrait sec obtenu          par de l’eau oxygénée lors des épisodes de traitement des
    après dessiccation de 250 ml de boues. En plus des éléments              bactéries filamenteuses. Cette action est motivée par la pro-
    particulaires, les matières solubles sont prises en compte dans les      bable interdiction prochaine d’utiliser le chlore comme
    MS. On estime qu’un conductivité de 1000 mS correspond à une
                                                                             agent oxydant à quelques étapes que ce soient du traite-
    masse de 1g de sel dissous.
                                                                             ment. Cette interdiction est motivée par la production de
                                                                             dérivés chlorés indésirables.
                     !      Le foisonnement des boues
                                                                             Références – CANLER J.P.,CAUCHI A., DUCHÈNE Ph., FERNANDES
Trois axes d’étude sont privilégiés.                                         P., LARIGAUDERIE A., LEBOUCHER G., PUJOL R., 2002. L’épaissis-
                                                                             sement des boues : les règles d’une bonne gestion, TSM, n°4, avril
• La caractérisation des divers types de foisonnement et                     2002, pp. 27-36.
leurs conditions de développement.
                                                                             COTTEUX E., DUCHÈNE Ph., 2002. Nitrification preservation in
•  La mise au point d’une méthode de diagnostic (test de                     activated sludge during curative bulking chlorination. IWA 3Thiothrix
biosorption) pour orienter le choix et les paramètres d’un                   World Water Congress, Melbourne, 7-12 April 2002.
traitement.                                                                  CANLER J.P., ROYER C., DUCHÈNE Ph., 2001, Aerobic biological
                                                                             treatment of grease from urban wastewater treatment plants, Water
• La diffusion et l’application d’une technique particulière                 science and technology, vol. 44, n° 2-3, pp. 219-226.
(zone de contact). Le principe repose sur la modification                    CANLER J.P., PERRET J.M., 2001. Nitrification-Dénitrification par basse
du micro-environnement bactérien pour favoriser le déve-                     température. Procédé boues activées en aération prolongée. Synthèse,
loppement de bactéries épuratrices au détriment de celles                    26 p. + annexes.
filamenteuses.                                                               GAVAL G., 2001. Influence des carences en oxygène sur la proliféra-
                                                                             tion des bactéries en boues filamenteuses. Doctorat en Sciences spé-
•  La mise au point de méthodes curatives. Des techni-
                                                                             cialité Sciences alimentaires, université Paris XI Orsay, 196 p.
ques combinées (zone de contact et rééquilibrage en sels
                                                                             PERNELLE J.J., GAVAL G., COTTEUX E., DUCHÈNE Ph., 2001. In-
nutritifs, couplage, lestage et chloration,…), les conditions                fluence of transient substrate overloads on the proliferation of
d’utilisation des composés chlorés sont analysées.                           filamentous bacterial populations in an activated sludge pilot plant,
                                                                             Water research, vol. 35, n° 1, p. 129-134.
             !     Les mousses biologiques stables                           GAVAL G., DUCHÈNE Ph., PERNELLE J.J., 2001. Filamentous bacterial
                                                                             population dominance in activated sludges subjected to stresses. 3rd
En association avec les six principales sociétés spéciali-                   IWA international specialized conference on microorganisms in
                                                                             activated sludge and biofilm process, Rome, ITA, 13-15 juin 2001, 4 p.
sées en exploitation des stations d’épuration regroupées
                                                                             CANLER J.P., PERRET J.M., DUCHÈNE Ph., COTTEUX E., 1999. Aide
au sein d’un groupement d’intérêt scientifique « GIS-Mous-                   au diagnostic des stations d’épuration par l’observation microscopi-
ses », le Cemagref s’intéresse aux deux aspects suivants :                   que des boues activées, Cemagref Éditions, Antony, 155 p.
•  la caractérisation des cas de moussage et l’identifica-                   PERNELLE J.J., COTTEUX E., DUCHÈNE Ph., 1998. Effectiveness of
                                                                             oligonucleotide probes targeted against Thiothrix nivea and type
tion des types de filaments concernés,
                                                                             021N 16S rRNA for in situ identification and population monito-
• l’ensemble des techniques curatives et préventives (bio-                   ring in activated sludges, Water science and technology, vol. 37,
logiques, physiques, chimiques) et leur degré d’efficacité.                  n° 4-5, p. 431-440.
                                                                             DUCHÈNE Ph., COTTEUX E., 1998. La problématique des dysfonc-
Ces recherches et études, rassemblées dans un manuel de
                                                                             tionnements biologiques : bulking et moussage biologique en boues
lutte contre le développement des mousses biologiques sta-                   activées, Tribune de l’eau, n° 595, p. 59-66.
bles, ont été largement diffusées de manière à affirmer la




                                                       Parc de Tourvoie - BP 44, 92163 Antony cedex
                                                       Tél. 01 40 96 61 21 - Fax 01 40 96 61 64
                                                       Minitel : 3616 Cemagref - Web : http://www.cemagref.fr                       Les fiches

								
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