Le bassin de décantation secondaire est l'une des structures centrales du système de traitement des eaux usées à boues activées, assumant la fonction clé de séparation boue-eau. Cependant, le flottement des boues se produit fréquemment dans le bassin de décantation secondaire pendant le fonctionnement réel, entraînant une détérioration de la qualité de l'eau effluente et affectant même le fonctionnement stable de l'ensemble du système de traitement dans les cas graves. Bien que le problème du flottage des boues semble compliqué, il peut être classé en deux grandes catégories : le flottage des boues en vrac et le flottage des boues à particules fines (lavage des boues). Cet article trie systématiquement les causes des divers phénomènes de flottement des boues et les contre-mesures correspondantes, fournissant ainsi une référence au personnel d'exploitation et de gestion. I. Boues en vrac flottantes Des mottes de boue de la taille d'un poing flottent parfois dans le bassin de décantation, ce qui est principalement dû à deux facteurs. 1. Caractéristiques du phénomène des boues de dénitrificationLes boues flottantes sont de couleur claire et parfois de couleur rouille.Analyse des causesLorsque le degré de nitrification dans le bassin d'aération est relativement élevé, les composés azotés sont convertis en nitrates par ammonification et nitrification, ce qui entraîne une concentration élevée de NO₃-N. Si le niveau des boues augmente dans le décanteur en raison d'un taux de retour trop faible ou d'un mauvais retour des boues, les boues ne peuvent pas être renouvelées pendant une longue période. Les boues au fond du bassin de décantation sont dans un état anoxique, déclenchant la réaction de dénitrification des nitrates. L'azote généré (N₂) forme de minuscules bulles d'air attachées aux boues, ce qui finit par faire flotter les boues en vrac. Solutions 1. Augmenter le taux de retour pour renouveler les boues dans le bassin de décantation secondaire en temps opportun et réduire la hauteur de la couche de boues ; 2. Raccourcissez le temps de rétention des boues et déchargez plus de boues pour réduire la concentration des boues ; 3. Réduisez de manière appropriée le niveau d'oxygène dissous (OD) dans le réservoir d'aération. Les mesures ci-dessus peuvent affaiblir la nitrification et réduire la source de nitrates. 2. Caractéristiques du phénomène des boues septiquesÀ la différence des boues de dénitrification, les boues septiques sont de couleur noire et accompagnées d'une forte odeur putride. Analyse des causes Des zones mortes existent dans le bassin de décantation secondaire où les boues s'accumulent. L'accumulation à long terme des boues entraîne une décomposition septique anaérobie, produisant des gaz tels que H₂S, CO₂ et H₂. Ces bulles d’air adhèrent aux boues et les font flotter vers le haut. Solutions 1. Éliminer l'accumulation de boues dans les zones mortes, par exemple, effectuer régulièrement une aération et une agitation avec de l'air comprimé dans les zones mortes ; 2. Augmenter le retour des boues pour éviter leur rétention à long terme ; 3. Optimiser la structure du réservoir dès la phase de conception pour réduire les zones sujettes à l'accumulation de boues. II. Boues à fines particules flottantes (lavage des boues) Les fines particules de boue s'écoulent en continu avec l'effluent, communément appelées « lessivage des boues ». Les causes sont complexes et impliquent la charge de fonctionnement du système, l'état des boues, les changements dans la qualité de l'eau et d'autres aspects. Principales causes de lessivage des boues 1. Charge excessive du systèmeUne augmentation soudaine de la charge de traitement (volume d'eau et concentration de polluants) raccourcit le temps de rétention hydraulique du bassin de décantation secondaire. Les boues activées ne décantent pas et s'écoulent avec les effluents. Pendant ce temps, une concentration accrue de l'influent améliore l'activité des boues activées et détériore leur décantation, ce qui entraîne des effluents troubles et un lessivage des boues. 2. Gonflement des boues filamenteusesLa prolifération excessive de bactéries filamenteuses provoque un gonflement des boues. Les boues présentent une structure meuble avec une vitesse de sédimentation extrêmement lente, conduisant à un lessivage des boues avant une sédimentation complète. Le gonflement des boues filamenteuses est l’un des problèmes les plus courants dans le fonctionnement des procédés à boues activées. 3. Fonctionnement à long terme à faible charge Un fonctionnement à long terme dans des conditions de faible charge provoque le vieillissement des boues et la respiration endogène microbienne, entraînant la désintégration et la fragmentation des flocs, qui déclenchent également le lessivage des boues. Une charge trop élevée ou trop faible peut entraîner une perte de boues dans les effluents. 4. Changements soudains des facteurs environnementaux Des changements anormaux dans les conditions environnementales peuvent provoquer le lessivage des boues : • La basse température de l'eau réduit l'activité microbienne et détériore la décantation des boues ; • Une aération excessive produit une force de cisaillement élevée et brise les flocs de boues ; • Une forte fluctuation de la valeur du pH interfère avec le métabolisme normal des micro-organismes ; • L'entrée de substances toxiques et inertes inhibe l'activité des boues. 5. Fluctuation soudaine de la qualité de l'eau d'entrée. Des changements soudains du pH de l'eau d'entrée, des polluants toxiques et d'autres indicateurs, ainsi que l'afflux de substances toxiques et inertes, peuvent provoquer un empoisonnement des boues ou une perte d'activité, entraînant en outre une désintégration des flocs et un lessivage des boues. 6. Déséquilibre des nutriments et vieillissement des boues Le vieillissement des boues est dû à une carence en nutriments ou à une oxygénation excessive. Les micro-organismes procèdent à l'autoconsommation, affaiblissant la structure du flocage et réduisant les performances de sédimentation. 7. Influent excessivement élevé d'azote ammoniacal. Un apport excessivement élevé d'azote ammoniacal et un faible rapport C/N rompent l'équilibre du mécanisme colloïdal des boues et provoquent la désintégration des flocs et le lessivage des boues. 8. Température de l'eau du réservoir excessivement élevée Lorsque la température du réservoir dépasse 40 ℃, le métabolisme microbien est perturbé, ce qui altère la floculation et la sédimentation des boues. 9. Facteurs mécaniques La vitesse de rotation excessivement élevée des turbines d'aération mécanique génère une forte force de cisaillement, brisant les particules de floc et produisant un grand nombre de particules fines qui s'écoulent avec l'eau. Solutions globales pour le lessivage des boues Le principe de base pour lutter contre le lessivage des boues est d'abord d'identifier la cause profonde, puis de prendre des mesures ciblées : 1. En cas d'empoisonnement par les boues, couper immédiatement l'afflux d'eaux usées toxiques et de sources de pollution ; 2. En cas de carence en nutriments et de vieillissement des boues, ajoutez de manière appropriée des nutriments (source de carbone, source d'azote, source de phosphore) et mettez en œuvre des mesures de rajeunissement des boues ; 3. En cas de fluctuation de charge, ajuster les paramètres de fonctionnement et contrôler raisonnablement le taux d'aération et le taux de retour des boues ; 4. Pour le groupage des boues filamenteuses, adopter des mesures telles que le dosage d'agents chimiques, l'ajustement du temps de rétention des boues et l'ajout de zones de sélection anaérobies/anoxiques. III. Référence rapide pour l'exploitation et la gestion Points clés Gestion de l'oxygène dissous (OD) • OD continuellement faible + charge d'affluent élevée → Dégradation incomplète de la matière organique, effluent trouble avec chromaticité sombre ; • OD constamment élevé + faible charge en affluent → Oxydation microbienne endogène des boues, boues légères à faible décantation, boues légères flottant avec les effluents. Gestion des bassins de sédimentation secondaires Les boues flottantes sont principalement causées par la décomposition anaérobie des boues de fond, principalement pour deux raisons : un débit de retour des boues insuffisant ou une accumulation de boues dans des zones mortes en raison de racleurs de boues endommagés. Rappel spécial Le dépannage du flottement des boues doit suivre le principe « Observation d'abord, détection ensuite, réglage en dernier ». Le type de boues flottantes peut être initialement jugé en observant les caractéristiques d'apparence telles que la couleur, la taille et l'odeur des boues flottantes. En combinaison avec les données de détection de la qualité de l'eau (OD, NO₃-N, pH, MLSS, etc.), le problème peut être confirmé et des schémas d'ajustement ciblés peuvent enfin être formulés.
