Précautions de sécurité pour l'opération de démarrage d'une usine de traitement des eaux usées
1. Objet
Le temps de rétention des boues (SRT) est un paramètre de contrôle essentiel dans le système à boues activées, déterminant directement la structure de la population microbienne, l'efficacité de l'élimination des polluants et les caractéristiques des boues. Dans les processus d'élimination de l'azote et du phosphore (tels que A²/O, fosses d'oxydation, SBR, etc.), les bactéries nitrifiantes (long temps de génération) et les bactéries accumulant les polyphosphates (court temps de génération) entrent en conflit avec les exigences du SRT. En exploitation pratique, des ajustements rapides du SRT, des mesures inexactes ou des décalages de paramètres peuvent facilement entraîner des problèmes tels que des dépassements d'effluent, des anomalies de boues et une augmentation de la consommation d'énergie.
II. Principes fondamentaux de l'ajustement de l'âge des boues
• Définition : Le rapport entre la quantité totale de boues actives dans le système et la quantité quotidienne de boues résiduelles rejetées (d), représentant le temps de rétention microbienne moyen.
• Logique de contrôle : Augmenter le rejet de boues → raccourcir le SRT ; réduire le rejet de boues → prolonger le SRT.
• Plage d'adaptation du processus
◦ Élimination du DCO uniquement : 5–10 j
Nitrification et dénitrification : ≥10 jours (≥15 jours en hiver)
Élimination synergique de l'azote et du phosphore : 12–20 jours
Aération prolongée/MBR : 20–30 j
3. Problèmes courants lors de l'ajustement de l'âge des boues
(1) Problèmes causés par un SRT trop court (rejet excessif de boues)
Effondrement de la nitrification et dépassement des normes d'azote ammoniacal
Les bactéries nitrifiantes ont un long temps de génération (10–20 jours). Lorsque le SRT est inférieur au temps de génération minimum, les bactéries nitrifiantes sont continuellement éliminées par entraînement, ce qui entraîne une forte baisse de l'efficacité de l'élimination de l'azote ammoniacal et un dépassement rapide des limites de NH₃–N dans l'effluent.
2. Les boues sont immatures et ont de mauvaises propriétés de décantation
La prolifération microbienne est trop rapide, la structure des flocons est lâche, le SV30 est bas, le SVI est anormal, et de fins flocons sont entraînés dans l'effluent du décanteur secondaire, entraînant une augmentation des SS.
3. Augmentation nette de la production de boues et augmentation des coûts d'élimination
Une exploitation à F/M élevé entraîne un rendement élevé en boues, une teneur élevée en humidité et des difficultés de déshydratation, ce qui entraîne une augmentation de la fréquence de déshydratation des boues et du dosage chimique.
4. Faible résistance du système aux perturbations
Biomasse insuffisante, faible tolérance à la charge, à la toxicité et aux fluctuations de température, entraînant des variations importantes de la qualité de l'eau.
(2) Problèmes résultant d'un SRT excessif (rejet insuffisant de boues)
Vieillissement des boues et boues flottantes dans les décanteurs secondaires
Une respiration endogène excessive entraîne la minéralisation des boues et la fragmentation des flocons, ce qui entraîne une décantation rapide mais une tendance à la désintégration, avec un effluent trouble et des SS et une turbidité dépassant les normes.
2. Baisse de l'efficacité de l'élimination du phosphore
Les bactéries accumulant les phosphates dépendent d'un SRT court pour éliminer le phosphore par rejet de boues ; un SRT excessivement long entraîne une accumulation de phosphore dans le système et une re-libération ultérieure, entraînant un dépassement du TP.
3. Augmentation de la consommation d'énergie et des coûts d'exploitation
Une MLSS élevée entraîne une réduction de l'efficacité du transfert d'oxygène, forçant une augmentation du volume d'aération ; le vieillissement des boues entraîne une consommation d'énergie plus élevée pour le reflux et le mélange.
4. Risque de gonflement filamenteux / gonflement des boues
Une faible charge et un âge de boues long peuvent facilement induire une croissance excessive de bactéries filamenteuses, entraînant une augmentation du SVI et une défaillance de la séparation boues-eau.
5. Accumulation de produits microbiens solubles (SMP)
Les métabolites endogènes sont libérés, entraînant une augmentation du DCO et de la couleur dans l'effluent, et une augmentation de la charge du traitement avancé.
(3) Problèmes systémiques résultant d'opérations d'ajustement inappropriées
1. Ajustement de plage excessif, oscillation du système
Une augmentation ou une diminution significative des boues en une seule fois a provoqué un changement soudain du SRT, entraînant des changements drastiques dans la structure de la communauté microbienne et des fluctuations synchrones des indicateurs d'effluent (NH₃–N, TN, TP, SS).
2. Distorsion du calcul et de la mesure du SRT
Une surveillance MLSS inexacte, un débit de rejet de boues non calibré et le non-respect des boues dans le décanteur de retour/secondaire entraînent un écart significatif entre le SRT nominal et le SRT réel.
3. Manque d'adaptation à la température
Le taux de nitration diminue considérablement à basse température, et le SRT n'est pas prolongé en fonction des saisons, ce qui entraîne des dépassements fréquents d'azote ammoniacal en hiver.
4. Contradiction synergique dans la dénitrification et l'élimination du phosphore
Dans un système à boues uniques, le maintien de la nitrification entraîne un SRT plus long et une élimination du phosphore plus faible, tandis que la priorité à l'élimination du phosphore entraîne un SRT plus court et une nitrification insuffisante, créant un compromis entre les deux.
5. Lacunes en matière d'équipement et d'exploitation et de maintenance
Blocage de la pompe à boues, fuite interne de vanne et accumulation de boues dans le tuyau de rejet entraînent un rejet de boues instable, provoquant une dérive passive du SRT.
(4) Problèmes opérationnels secondaires
• Déséquilibre de l'OD : Un SRT long avec une MLSS élevée est sujet à une hypoxie localisée ; un SRT court est susceptible d'une aération excessive.
• Concurrence intensifiée pour les sources de carbone : Un SRT déraisonnable exacerbe la concurrence pour les sources de carbone entre la dénitrification et l'élimination du phosphore, entraînant un dépassement simultané du TN et du TP.
• L'examen microscopique indique des indicateurs biologiques anormaux : un SRT court est dominé par des bactéries libres/petits flagellés ; un SRT long montre des indicateurs de vieillissement tels que des rotifères et des épithéliums.
