Les professionnels du traitement des eaux usées par boues activées ont peut-être rencontré des situations où la charge de boues activées est faible. Parfois, on a l'impression que même à faible charge, cela ne semble pas poser de problème, l'eau en sortie est assez claire et l'opération semble facile. Mais en réalité, cette affaire est comme faire bouillir une grenouille dans de l'eau tiède. La surface est calme, mais il y a déjà des courants cachés en dessous. Avec le temps, divers problèmes surgiront, et les gérer sera beaucoup plus problématique que de contrôler la charge dès le début. Aujourd'hui, parlons en détail des dangers du fonctionnement à faible charge des boues activées, afin que chacun ait une idée claire.
Tout d'abord, nous devons comprendre ce que signifie « boues activées à faible charge » ? En termes simples, nous apportons trop peu de matière organique aux boues activées dans le bassin d'aération, et les boues ne peuvent pas manger suffisamment. Dans des circonstances normales, les micro-organismes des boues activées dépendent de la matière organique telle que la DBO (demande biochimique en oxygène) et la DCO (demande chimique en oxygène) dans les eaux usées pour survivre et se reproduire afin de décomposer les polluants. Mais une fois la charge faible, la « nourriture » microbienne n'est pas suffisante, et l'équilibre de l'ensemble du système est perturbé, le prochain problème arrive.
Le premier problème inévitable est que l'activité microbienne se détériore et que la capacité de traitement diminue fortement. Réfléchissez-y, si une personne ne peut pas manger suffisamment pendant longtemps, sa force diminuera certainement et elle n'aura pas l'énergie de travailler ; les micro-organismes sont également dans un état de « faim » pendant longtemps, et leur capacité à décomposer la matière organique se détériorera progressivement. Au début, cela peut ne pas être apparent car il n'y a pas beaucoup de polluants dans les eaux usées elles-mêmes, et même si l'activité microbienne est faible, elle peut être à peine traitée pour répondre aux normes. Mais une fois qu'il y a une fluctuation de la qualité des eaux usées, comme un afflux soudain d'eau avec une forte concentration de matière organique, ces micro-organismes « affamés et effrayés » ne peuvent pas y résister et « arrêtent de manger » immédiatement. La DCO et la DBO de l'effluent dépassent immédiatement la norme, et des ajustements seront effectués plus tard. Ce n'est pas quelque chose qui peut être résolu en un ou deux jours.
De plus, lorsque les micro-organismes ne sont pas suffisamment nourris, ils peuvent également subir une autolyse. Ce sont certains micro-organismes à constitution faible qui peuvent être décomposés par d'autres micro-organismes comme « nourriture », ou ils peuvent se rompre et mourir d'eux-mêmes. De cette façon, la quantité de boues dans le bassin d'aération diminuera progressivement, et la plupart des boues restantes sont de faible activité pour les personnes âgées, faibles, malades et handicapées. Même si nous voulons augmenter la charge plus tard, nous devons d'abord recycler les boues avec une activité élevée, ce qui prend non seulement du temps, mais nécessite également plus de main-d'œuvre et de ressources, et les gains ne valent pas les pertes.
Le deuxième danger majeur est qu'il peut facilement provoquer le gonflement des boues et « paralyser » complètement le décanteur. C'est certainement un problème majeur pour les stations d'épuration, et le fonctionnement à faible charge est l'une des causes importantes de l'expansion des boues. Lorsque la charge de boues est faible, les micro-organismes ne peuvent non seulement pas manger suffisamment, mais ils reproduisent également follement les micro-organismes qui peuvent s'adapter aux environnements pauvres en nutriments, tels que les bactéries filamenteuses, car ils n'ont rien à faire. Les bactéries filamenteuses sont particulièrement ennuyeuses. Elles peuvent se propager comme des toiles d'araignées dans le bassin d'aération et s'enrouler autour des flocons de boues activées normaux.
Les flocons de boues activées normaux ont une structure serrée et une densité élevée, et peuvent se déposer rapidement dans le décanteur, permettant une séparation en douceur de l'eau propre. Mais une fois que les bactéries filamenteuses se multiplient en grand nombre, les flocons de boues deviendront lâches et leur densité deviendra plus légère, flottant comme des amas de « coton » dans le décanteur et incapables de couler quoi qu'il arrive. À ce stade, le phénomène de « remontée des boues » se produira, et l'effluent du décanteur transportera une grande quantité de boues. Non seulement la qualité de l'effluent dépassera la norme, mais les boues perdues bloqueront également les canalisations et les équipements suivants, ce qui rendra le nettoyage sale et fatigant. Plus grave encore, une fois que les boues gonflent et forment un cercle vicieux, l'ensemble du système de traitement des eaux usées doit être arrêté pour rectification, allant de quelques jours à plusieurs semaines, entraînant des pertes importantes.
J'ai déjà entendu parler d'une station d'épuration, mais en raison d'un fonctionnement à faible charge à long terme, elle n'a pas été ajustée en temps opportun. En conséquence, toutes les boues du décanteur se sont transformées en « boues flottantes », et les MES (matières en suspension) dans l'effluent ont dépassé la norme plusieurs fois. Lorsque le département de la protection de l'environnement l'a inspecté, le feu rouge était allumé, et il a dû être arrêté pendant un demi-mois. De nouvelles boues ont été ajoutées pour cultiver l'activité et revenir progressivement à la normale. Cette seule rectification a entraîné des pertes de centaines de milliers de yuans.
Le troisième danger est que les coûts d'exploitation « montent en flèche » secrètement et que l'argent est dépensé pour un « travail inutile ». Certaines personnes peuvent penser que pendant le fonctionnement à faible charge, le bassin d'aération n'a pas besoin d'avoir un si grand volume d'aération, et les produits chimiques n'ont pas besoin d'être ajoutés autant, donc le coût devrait être inférieur. En fait, les « coûts cachés » ici sont assez élevés.
Parlons d'abord du coût de l'aération. Bien que les micro-organismes aient besoin de moins d'oxygène à faibles charges, afin d'empêcher les boues de se déposer au fond du bassin d'aération et d'éviter l'hypoxie locale, le débit d'aération ne peut pas être réglé trop bas. De plus, en raison de la faible activité des boues, la décomposition de la même quantité de matière organique nécessite un temps de réaction plus long et une augmentation correspondante du temps d'aération, et la consommation totale d'énergie d'aération n'a pas beaucoup diminué. Plus important encore, ces consommations d'énergie entraînent une faible efficacité de traitement, ce qui équivaut à « entrée élevée, sortie faible », avec une rentabilité particulièrement mauvaise.
Parlons du coût des médicaments. Pendant le fonctionnement à faible charge, les performances de sédimentation des boues dans le décanteur sont mauvaises. Afin d'assurer une sédimentation en douceur des boues, il est parfois nécessaire d'ajouter plus de floculants, tels que le PAC (chlorure de polyaluminium) et le PAM (polyacrylamide). Ces médicaments ne sont pas bon marché, et à long terme, le coût des médicaments est également une dépense importante. De plus, en raison de la dilatation ou de la perte facile des boues, des décharges et des remplacements fréquents de boues sont nécessaires, et le coût du traitement des boues (tel que la déshydratation et le transport) après la décharge augmentera également, ce qui est un « gaspillage d'argent » invisible.
Il y a aussi les coûts de main-d'œuvre. En fonctionnement à faible charge, le système est instable et nécessite que le personnel surveille fréquemment la qualité de l'eau et ajuste les paramètres de l'équipement, tels que la mesure de l'oxygène dissous (DO) et du rapport de sédimentation des boues (SV30) dans le bassin d'aération de temps en temps. La situation de l'effluent du décanteur doit également être surveillée en permanence. Si l'on ne fait pas attention, des problèmes peuvent survenir, et la charge de travail du personnel sera encore plus importante, de sorte que le coût de la main-d'œuvre ne peut naturellement pas être réduit.
Le quatrième danger est la difficulté de déshydratation des boues, qui devient un « problème difficile » pour l'élimination ultérieure. Après avoir traité les eaux usées avec des boues activées, elles doivent finalement devenir des boues déshydratées avant de pouvoir être transportées pour élimination (telle que la mise en décharge, l'incinération ou la valorisation des ressources). Les boues générées par le fonctionnement à faible charge ont des performances de déshydratation particulièrement mauvaises. Pourquoi cela ? En raison de la « famine » à long terme des boues, la structure des flocons est lâche et contient une grande quantité de substances colloïdales et d'eau liée, qui sont difficiles à séparer par le biais d'équipements de déshydratation.
Dans des circonstances normales, après la déshydratation des boues, la teneur en humidité du gâteau de boues peut être contrôlée en dessous de 80 %, ce qui est pratique pour le transport et l'élimination. Les boues qui peuvent fonctionner à faibles charges peuvent avoir une teneur en humidité supérieure à 85 %, voire 90 %, après déshydratation. Le gâteau de boue est comme de la « boue pourrie » et ne peut pas du tout être formé. Lorsqu'il est emballé, il dégouttera continuellement de l'eau et polluera la route pendant le transport. De plus, les gâteaux de boue à forte teneur en humidité ont également un grand volume, nécessitant plus de véhicules pour le transport et augmentant les coûts d'élimination. Par exemple, pour les mêmes 10 tonnes de boues, un gâteau de boue avec une teneur en humidité de 80 % et un gâteau de boue avec une teneur en humidité de 90 %, si le volume peut être doublé, le coût d'élimination sera également doublé. À long terme, il s'agit d'une autre dépense importante.
Ce qui est encore plus problématique, c'est que les boues difficiles à déshydrater peuvent facilement obstruer le tissu filtrant et la courroie de l'équipement de déshydratation, nécessitant un nettoyage et un remplacement fréquents. Cela affecte non seulement l'efficacité de la déshydratation, mais augmente également les coûts de maintenance de l'équipement. Parfois, il ne peut pas être nettoyé à fond, ce qui peut favoriser la prolifération des bactéries et produire des odeurs désagréables, affectant l'environnement de travail de l'atelier et la santé du personnel.
Enfin, il existe un autre danger facilement négligé, qui est la faible résistance aux chocs du système, qui peut « s'effondrer » une fois qu'il y a une fluctuation. Le système de traitement des eaux usées est comme un « guerrier », nécessitant une « efficacité au combat » suffisante pour répondre à diverses urgences. Un système qui peut fonctionner à faibles charges est comme un guerrier « mal nourri » avec une mauvaise condition physique, incapable de résister au moindre « vent et pluie ».
Par exemple, pendant la saison des pluies, une grande quantité d'eau de pluie s'écoulera dans le réseau de canalisations d'égout, provoquant une augmentation soudaine de l'afflux d'eau, une dilution de la concentration des eaux usées et une nouvelle réduction de la charge. À ce moment-là, l'activité des micro-organismes sera pire et la capacité de traitement diminuera encore ; Par exemple, dans les stations d'épuration des eaux usées industrielles, si les entreprises en amont modifient soudainement leurs processus de production et rejettent des polluants qui n'ont pas été vus auparavant, le système de fonctionnement à faible charge ne peut pas s'adapter à ces changements en raison du type unique et de la faible activité des micro-organismes, ce qui peut facilement entraîner un empoisonnement et la mort. L'ensemble du système sera instantanément « paralysé » et il faudra beaucoup de temps pour se rétablir.
De plus, si le système est dans un état de faible charge pendant une longue période, le personnel peut facilement relâcher sa vigilance, et la surveillance de la qualité de l'eau et des caractéristiques des boues peut devenir moins opportune et détaillée. Au moment où des problèmes surviennent, ils sont souvent déjà assez graves, manquant la meilleure occasion d'ajustement et entraînant de nouvelles pertes.
Après avoir dit tout cela, tout le monde devrait comprendre que le fonctionnement à faible charge des boues activées n'est pas une mince affaire. En surface, cela semble être « stable », mais en réalité, il y a beaucoup de dangers cachés. Par conséquent, dans les opérations quotidiennes, il est nécessaire de surveiller de près les changements de la charge de boues, d'ajuster les paramètres de fonctionnement en temps opportun en fonction de l'afflux et de la qualité de l'eau d'afflux, tels que le contrôle de l'afflux, l'ajustement de l'aération, la décharge raisonnable des boues, la supplémentation en nutriments (tels que l'azote et le phosphore), etc., afin que les boues activées soient toujours dans un état « plein et bien nourri » et maintiennent une bonne activité. Ce n'est qu'ainsi que le fonctionnement stable du système de traitement des eaux usées peut être assuré, que la qualité de l'effluent répond aux normes et que les coûts d'exploitation sont réduits pour éviter des problèmes inutiles.
En bref, le traitement des eaux usées est une « tâche délicate » qui ne peut tolérer aucune négligence. Ne laissez pas le fonctionnement à faible charge devenir un « gros problème » simplement à cause d'une « tranquillité d'esprit » temporaire, puis regrettez-le.
