DDysfonctionnements biologiques des …

1 Document labor par le Document labor par le GIS-BIOSTEPGIS-BIOSTEPC oordination Jean-Pierre CanlerCoordination Jean-Pierre CanlerMinist re de l Agriculture et de la P che FNDAE n 33 Document techniqueCentres de Lyon et d AntonyUnit de recherche Qualit des eaux et pr vention des pollutions 3 bis, quai Chauveau - CP 22069 336 Lyon cedex 09 tel. 04 72 20 87 87 Dysfonctionnements biologiques des Dysfonctionnements biologiques des stations d puration : origines et solutionsstations d puration : origines et solutionsCe document est le fruit du travail du groupe GIS-Biostep*, coordonn par Jean-Pierre Canler de l quipe Trai-tement des eaux r siduaires du groupement du Cemagref de Lyon. Les membres du groupe GIS Biostep sont les suivants : Jean-Pierre Canler, Cemagref Lyon ; Anne Cauchi, G n rale des eaux V olia Water ; Eric Cotteux, Laure Graveleau, Cemagref Antony ; Nathalie Hyvrard, SAUR ; Andr Larrigauderie, SAUR ; Jens Meinhold, Anjou Recherche V olia Water ; Roger Pujol, Lyonnaise des a fait l objet d une relecture par un groupe de travail compos des personnes suivantes : Claude Bartoli (Satese d Is re), Jean Baudet (DDAF de Moselle), Annie Cotten (Sat se du Finist re), Philippe Duch ne (Cemagref), Jo l Rivallan (DDAF C tes d Armor), G rard Sachon (Cemagref), Christian Vautrin (DDAF de Loire).

2 Par ailleurs, nous tenons remercier, Yvan Racault du Cemagref de Bordeaux, Jean-Marc Perret du Cemagref de Lyon et le Centre technique du papier pour leur contribution l illustration ainsi que le Fonds national pour le d veloppement des adductions d eau (FNDAE) du minist re de l Agriculture et de la P che (Direction g n rale de la for t et des affaires rurales) pour sa participation fi nanci re l dition et la mise en ligne du document ainsi que le Cemagref, Mme Julienne Baudel, pour la coordination de l dition, conception et la cr ation graphique de ce au lecteurTous vos commentaires pour am liorer les connaissances et la compr hension des dysfonctionnements biolo-giques des stations d puration seront les bienvenus. Vous pouvez les adresser Le Gis-Biostep est la suite du GIS-Mousses. Ce document est une mise jour du document publi par le GIS-Mousses en 1993, com-pl t e par un approfondissement des r gles de conception et de fonctionnement d une station d dit photographique pour l ensemble du document Cemagref et CTP Minist re de l Agriculture et de la P che ISBN 2-11-092860-3; Cemagref 2004, Cemagref ditions ISBN biologiques des stations d puration Origines et solutions.

3 Gis-Biostep : coordinnation : Canler. Document technique FNDAE n 33, 2005. 1 re dition coordonn e par le Cemagref : conception et cr ation graphique : Julienne Baudel, infographie : Fran oise Peyriguer. D p t l gal : 4e trimestre 2004. Impression : Jouve, 18 rue Saint-Denis, BP 2734, 75027 Paris Cedex 01. Document disponible sous forme num rique sur le site SommaireSommaireINTRODUCTION 5 Inventaire des id es fausses 6 LES BOUES ACTIV ES Rappel des grands principes 9 CHAPITRE 1 LES PROBL MES biologiques 11 Les probl mes avec bact ries fi lamenteuses 11 Les probl mes sans bact ries fi lamenteuses en exc s 13 Observations de la fi li re et de la boue 17 Observation microscopique 18 CHAPITRE 2 RECOMMANDATIONS POUR LA CONCEPTION ET L EXPLOITATION 21Le r seau et le rel vement 21 Bassin d orage et bassin tampon 23 Fosse de r ception de mati res externes 24 Les pr -traitements 25Le traitement primaire 26Le traitement secondaire 26 CHAPITRE 3 M THODES DE LUTTE 37 Actions pr ventives 37 Actions curatives

4 38 AUTRES PROC D S CHAPITRE 4 LES BIOFILTRES 43 Les observations du terrain 44 Les probl mes biologiques particuliers 44NB Pour les parties Boues activ es et Autres proc d s un sommaire d taill est propos pages 7 et 41. 741 CHAPITRE 5 LE LAGUNAGE NATUREL 47 Les m canismes biologiques en jeu 47 Les observations du terrain 48 Probl mes biologiques particuliers 49 CHAPITRE 6 LES LITS BACT RIENS 51 Les m canismes biologiques et hydrauliques en jeu 51Pr -traitement et traitement primaire en amont du lit bact rien 51 Les observations du terrain 52 Probl mes biologiques particuliers 53 CHAPITRE 7 LES PROC D S MEMBRANES IMMERG S 55 Les m canismes biologiques en jeu 55 Les observations du terrain 56 CHAPITRE 8 LES SBR (SEQUENTIAL BATCH REACTORS)

5 BASSINS ALIMENTATION S QUENC E 57 Les m canismes biologiques en jeu 57 Les observations du terrain 58 Probl mes biologiques particuliers 58 GLOSSAIRE 60 BIBLIOGRAPHIE 64 FICHES TECHNIQUES 65 ANNEXES 99 Annexe 1 100 Annexe 2 107 IntroductionIntroductionUne enqu te r alis e en 20031 sur la base des informations rassembl es dans les bilans de suivi r dig s par les SATESE, a r v l que 25 % des indices de boues mesur s sur les stations d pu-ration tudi es pr sentaient une valeur sup rieure 200 de MES ( chantillon de 5 633 stations d puration boue activ e, en a ration prolong e). Cette estimation, obtenue partir de l analyse statistique des param tres de suivi des stations est similaire l avis des gestionnaires qui estiment plus de 30 % le nombre de stations pr sentant p riodiquement un indice de boue sup rieur ce seuil et un peu moins de 30 % celles subissant des pertes de boue r guli res.

6 C t des situations r currentes o les stations pr sentent en permanence des indices de boues lev s, il existe de nombreux cas de dysfonctionnements biologiques ponctuels. De nombreuses causes ont t identifi es ou suspect es pour expliquer le d veloppement des bact ries fi lamenteuses responsables d alt ration de la qualit de la d cantation. Les ph nom nes et les m canismes en jeu sont donc complexes. L objectif de ce manuel est : d apporter une aide pratique l identifi cation des diff rents types de dysfonctionnements, d en expliquer les causes principales, de proposer des mesures pr ventives (au niveau de la construction ou de la gestion de la station) et curatives de manuel est organis en trois parties distinctes et compl mentaires. Une premi re partie explique les causes et les m canismes mis en jeu. Elle fournit des recom-mandations pour l exploitation et la conception des stations boue activ e et pr sente l ensemble des m thodes de lutte.

7 Un dernier chapitre aborde les probl mes biologiques relatifs d autres proc d s d puration. Une seconde partie est compos e de huit fi ches techniques directement applicables sur le terrain. Une troisi me partie rassemble deux annexes sp cialis es sur les techniques d identifi cation des bact ries fi Les dysfonctionnements biologiques dans les stations d puration boue activ e : diagnostic de la situation en France sur la p riode 1999-2001 (Cemagref)proc d d puration boue activ e est le proc d le plus utilis en France pour traiter les eaux us es (EU). Bien que les performances puratoires et la fi abilit de ce proc d soient prouv es, plusieurs types de dysfonctionnements biologiques peuvent appara tre. Le plus fr quent est le d veloppement excessif de bact ries fi lamenteuses, susceptibles d entra ner une d gradation de la d cantation des boues (cons cutive l augmentation de l indice de boue) ou un moussage stable.

8 Le Inventaire des id es fausses Un certain nombre d id es fausses pour rem dier un foisonnement sont couramment v hicul es. Leur inventaire succinct est r sum ci-apr s : Stopper l a ration permet d liminer les fi lamentsFauxAugmenter la concentration des boues r duit le foisonnementFauxStocker les fl ottants en quelques points que ce soit est une bonne solutionFauxEnsemencer une station foisonnante avec de vieilles boues de station d puration r gle le probl meFauxEnsemencer avec des mati res de vidangeFauxAvoir des fi laments est contradictoire avec une boue normale FauxUtiliser des anti-mousses ou des bio-additifs est une solution de traitementFauxUtiliser des sels m talliques permet de plomber les boues fi lamenteuses et d liminer les fi lamentsFauxAvoir en permanence des fi laments et des mousses est une situation normale d exploitationFauxMieux vaut stocker avant d paissirFauxStocker les boues dans le clarifi cateur permet de mieux paissir les boues sur la fi li re de d shydratationFauxMaintenir un temps de s jour sup rieur

9 24 h dans l paississeur permet de gagner en siccit FauxLes eaux surnageantes claires d paisseur-silo sont peu charg esFaux Les boues activ es Table des mati res CHAPITRE 1 LES PROBL MES biologiques 11 Les probl mes avec bact ries fi lamenteuses 11Le foisonnement 11 Les mousses biologiques 12 Les probl mes sans bact ries fi lamenteuses en exc s 13 Les mousses de d marrage 13 Autres mousses 13 Les mati res fl ottantes (instables) 14 Niveau anormal du lit de boue 16 D fl oculation et fl oc l ger 16 Observations de la fi li re et de la boue 17 Observation microscopique 18 Indice de boue 19 MES dans le bassin d a ration 19 CHAPITRE 2 RECOMMANDATIONS POUR LA CONCEPTION ET L EXPLOITATION 21Le r seau et le rel vement 21 Limiter la septicit des effl uents 21 Limiter l introduction de sels dans les r seaux 22 Les rejets non domestiques dans les r seaux d assainissement 22 Recommandations pour le poste de rel vement 23 Bassin d orage et bassin tampon 23 Fosse de r ception de mati res externes 24 Cas du traitement biologique a robie des graisses 24 Les pr -traitements 25D grilleur 25 D graisseur

10 25 Dessableur 26 Les pr -traitements compacts 26Le traitement primaire 26Le traitement secondaire 26 Zone de contact 27 Bassin d ana robiose 28 Bassin d anoxie 28 Bassin d a ration 28D gazeur 32 Clarifi cateur et recirculation 32 Hydraulique du clarifi cateur 32 N-NO3- de l effl uent de sortie 33 La fi li re boue 34 Situations d exploitations particuli res 34 CHAPITRE 3 M THODES DE LUTTE 37 Actions pr ventives 37 Rappel des actions sur le r seau 37 Param tres d exploitation de l installation 38 Actions curatives 38 Lestage ou coagulation-fl oculation 38 Les oxydants 39NB : dans l ensemble du document, tous les termes avec l ast risque* sont d finis dans le glossaire aux pages 59-62.