biomasse épuratrice des eaux résiduaires

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Les biomasses épuratrices qui se développent dans une boue activée ou sur un support quelconque (ex : biolite, support des lits bactériens…) sont composées d’un mélange intime de :

micro-organismes vivants ou morts : bactéries « vraies » et Actinomycètes (ex. : Nocardia) ;
débris végétaux et/ou minéraux ;
colloïdes ;
peuplement biologique d’espèces animales de petite taille : microfaune de quelques µm au mm, spécifique du site.

À titre d’exemple, le dénombrement d’une population prélevée sur une station boue activée en fonctionnement stable en aération prolongée donne les ordres de grandeur suivants :

métazoaires (rotifères – nématodes) : 1 à 5 · 10⁵· L^–1;
protozoaires (flagellés – rhizopodes (amibes) – ciliés) : 10⁷· L^–1;
bactéries (floculées, filamenteuses, dispersées) : 10¹²· L^–1.

Remarque : les algues sont les seules représentantes de la microflore mais elles ne jouent un rôle que dans les lagunages de finition.

les bactéries épuratrices

Dans les biomasses épuratrices, les bactéries constituent le groupe le plus important, qui est en même temps l’acteur principal de l’élimination de la pollution (métabolisation) et celui de la formation des flocs (exopolymères).

Les genres les plus fréquents de bactéries floculantes sont :

Pseudomonas ;
Actrobacter ;
Arthrobacter ;
Alcaligenes ;
Zooglea ;
Citromonas ;
Flaviobacterium ;
Achromobacter.

La nature du substrat favorise un genre au détriment des autres, par exemple :

Alcaligenes pour les rejets riches en matières protéiniques ;
Pseudomonas pour les rejets riches en glucides.

De même la présence de certains composés et surtout les paramètres de l’environnement peuvent favoriser le développement de bactéries filamenteuses et/ou actinomycètes qui entravent la décantation (phénomène de foisonnement, en anglais bulking) et/ou créent des « désordres biologiques ». Les principales formes filamenteuses sont regroupées dans le tableau 8.

En cas d’apparition de boues filamenteuses (principales difficultés d’exploitation des systèmes à boues activées) un programme en trois phases est souvent indispensable pour retrouver rapidement une situation normale :

identification

Il faut d’abord privilégier une méthode d’identification rapide et réalisable au moyen d’un microscope optique sans temps d’incubation ou de tests biochimiques, telle que la méthode d’Eikelboom largement répandue et basée sur des descriptions morphologiques faciles à interpréter.

suppression des causes

Une fois le filament identifié, il conviendra de supprimer la (ou les) cause(s) de son développement (tableau 8).

traitement

Le plus souvent un traitement chimique est indispensable pour obtenir un retour rapide à la normale ; néanmoins, seule la suppression de la (les) cause(s) permettra d’éviter un retour chronique des difficultés.

Dans la majorité des cas (excepté sur les bactéries à gaine qui sont plus résistantes) un traitement au chlore (ou ses composés) permettra facilement de réduire considérablement la masse des filaments.

Les doses utilisées varient entre 2 et 6 kg Cℓ₂ par tonne de matière sèche présente en aération et par jour. L’efficacité et les résultats sont rapides (quelques jours) lorsque le dosage est bien adapté et le traitement réalisé avec rigueur.

Le peroxyde d’hydrogène (H₂O₂) peut aussi être utilisé pour combattre les filaments.

la microfaune

Au contraire des bactéries, la microfaune des boues activées et des biofilms des cultures fixées, constituée de protozoaires et de métazoaires (voir règne animal), est facilement observable sous microscope optique ; comme elle est particulièrement sensible aux variations du milieu, elle renseigne sur le niveau d’adaptation de la biomasse et est révélatrice des « stress » auxquels elle a été soumise.

L’efficacité d’une installation par boues activées, en particulier, est en étroite corrélation avec la densité de sa microfaune. Une densité supérieure à 10⁷ individus par litre (hors petit flagellés) est signe d’un bon traitement.

À titre d’exemple, le tableau 9 propose une liste des principaux « animaux » de la boue activée, ainsi que les indications que l’on peut retirer de l’observation de la prolifération de tel ou tel groupe ou espèce.

la microflore

Des algues benthiques se développent à la périphérie des installations et des cellules sont entraînées dans les boues ou à partir des filtres nitrifiants par abrasion du biofilm. On peut, par exemple, mettre en évidence au microscope des frustules de diatomées. Toutefois, elles ne jouent pas de rôle en épuration par les procédés de boues activées ou de biofiltration, contrairement au cas du lagunage.

On sait que dans ce dernier cas, le fonctionnement de l’écosystème est basé, entre autres, sur une symbiose entre les bactéries aérobies et les microalgues (voir différents types de lagunage) ; parmi ces dernières, les plus courantes sont des espèces planctoniques unicellulaires ou en tout cas de petite taille, dont des algues vertes, des algues bleues, des phytoflagellés et des diatomées.

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