I. Types courants de boues microbiennes :
1. Boues résiduaires municipales : Les boues résiduaires municipales les plus facilement disponibles proviennent des bassins de décantation secondaires des usines de traitement des eaux usées urbaines. Il s'agit des boues microbiennes de base les plus largement utilisées, avec une grande diversité microbienne et une adaptabilité à la plupart des eaux usées organiques à faible concentration-.
Paramètres clés :
Couleur : brun jaunâtre- à brun foncé (couleur normale des boues activées ; le noir indique un manque d'oxygène, le gris peut indiquer un vieillissement des boues)
Teneur en humidité : 95 % ~ 99 % (doit être contrôlée pendant le transport ; une teneur en humidité trop faible peut facilement conduire à une inactivation microbienne)
MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids) : 2 000 ~ 4 000 mg/L (directement lié à la capacité de dégradation du réacteur)
SV30 (taux de décantation en 30 minutes) : 15 % ~ 30 % (au-dessus de 30 % nécessite une prudence concernant le risque de gonflement des boues)
Avantages : Largement disponible, peu coûteux, peut être intégré aux processus de traitement aérobie de base sans acclimatation préalable.
2. Boues industrielles acclimatées : Pour les eaux usées industrielles à forte salinité, à DCO élevée et contenant des polluants récalcitrants (tels que les phénols, le benzène et les métaux lourds), les boues municipales ordinaires sont difficiles à adapter et nécessitent des boues spécialisées acclimatées à des systèmes de traitement des eaux usées industrielles similaires.
Paramètres clés :
Couleur : Varie selon le substrat, principalement brun foncé ou brun noirâtre-brun. Les boues contenant des polluants spécifiques (comme les eaux usées de colorants) peuvent avoir des teintes rouge clair ou bleu clair.
Résistance aux chocs : adaptable aux fluctuations de charge COD dans un délai de ± 30 % ; boues acclimatées d'eaux usées à haute-salinité avec une tolérance de salinité supérieure ou égale à 5 %.
Temps de rétention des boues (SRT) : 5 à 20 jours (s'étend jusqu'à 15 à 20 jours pour les polluants récalcitrants).
Activité déshydrogénase : supérieure ou égale à 10 mg/(L・h) (une activité plus élevée indique une dégradation plus rapide des polluants).
Avantages : Très ciblé, s’adapte rapidement à la qualité des eaux usées industrielles, évitant les incompatibilités bactériennes.
3. Boues granulaires anaérobies traditionnelles : le « noyau à haute efficacité » des processus anaérobies, souvent utilisé dans l'UASB, l'EGSB et d'autres réacteurs anaérobies. Il s'agit de bactéries méthanogènes et d'autres micro-organismes anaérobies granulaires encapsulant en interne, adaptés au traitement par méthanation des eaux usées organiques à haute -concentration (telles que les eaux usées alimentaires et papetières).
Paramètres clés :
Couleur : noir brunâtre- à noir foncé (une surface de particule lisse et une couleur uniforme indiquent une bonne activité)
Taille des particules : 0,5 ~ 3 mm (une taille de particule plus grande indique de meilleures performances de décantation et une meilleure stabilité)
VSS/MLSS (rapport de matières volatiles en suspension) : 0,6 ~ 0,8 (un rapport plus élevé indique une teneur microbienne plus élevée)
Activité méthanogène : supérieure ou égale à 0,2 m³CH₄/(kgVSS・d) (détermine le rendement en méthane et la capacité de traitement de la charge organique)
Densité : 1,02 ~ 1,05 g/cm³ (garantit la suspension dans le réacteur pour éviter les pertes avec les effluents)
4. Boues granulaires d'oxydation anaérobie de l'ammoniac : une « nouvelle force d'économie d'énergie » dans la technologie d'élimination de l'azote. Spécialement conçu pour les eaux usées à haute teneur en-ammoniac-et à faible-DCO (telles que les eaux usées du bétail et les lixiviats de décharge), il convertit directement l'azote ammoniacal et l'azote nitrite en azote gazeux à l'aide de bactéries oxydantes anaérobies d'ammoniac-. Aucune source de carbone supplémentaire n’est requise et la consommation d’énergie ne représente que 1/10 de celle des processus traditionnels d’élimination de l’azote.
Paramètres clés :
Couleur : rouge vif à brun rougeâtre-(en raison de la présence de cytochromes dans les bactéries oxydantes de l'ammoniac-, une couleur plus vive indique une activité plus élevée)
Taille des particules : 1 ~ 4 mm (plus grosses et plus densément structurées que les boues granulaires anaérobies traditionnelles)
Taux d'oxydation de l'ammoniac : 0,3 ~ 1,2 kgNH₄⁺-N/(kgVSS・d) (indicateur clé de l'efficacité de l'élimination de l'azote)
Concentration de tolérance à l'azote : inférieure ou égale à 500 mg/L (le dépassement de ce seuil inhibera l'activité bactérienne)
Plage d'adaptation de la température : 30 à 35 degrés (activité optimale dans des conditions mésophiles ; les fluctuations doivent être contrôlées à ± 2 degrés)
Avantages : Efficacité élevée d’élimination de l’azote, faible consommation d’énergie, pas de pollution secondaire ; représente l'orientation dominante du traitement des eaux usées à faible-carbone.
5. Boues fonctionnelles spécialisées : Boues spécialisées conçues pour résoudre avec précision des problèmes de pollution uniques et traiter des polluants spécifiques.
Les types courants et les paramètres de base sont les suivants :
Boues nitrifiantes : de couleur brun jaunâtre-, taux de nitrification 0,5~2,0 kgNH₄⁺-N/(kgVSS・d), nécessite une OD supérieure ou égale à 2 mg/L, pH 7,5~8,5
Boues dénitrifiantes : principalement de couleur brun foncé, taux de dénitrification 0,8 ~ 3,0 kgNO₃⁻-N/(kgVSS・d), nécessite une source de carbone suffisante (C/N supérieur ou égal à 5)
Boues d'élimination du phosphore : de couleur jaunâtre-brun à brunâtre-jaune, teneur en polyphosphate-accumulant des bactéries supérieure ou égale à 20 %, âge des boues contrôlé à 8 ~ 12 jours, nécessite un environnement aérobie-anaérobie alterné.
II. Sélection des boues et considérations clés d’application pour les scénarios de processus correspondant :
Pour les procédés aérobies, privilégier les déchets municipaux/boues industrielles acclimatées ; pour les procédés anaérobies, sélectionner des boues granulaires anaérobies traditionnelles ; pour les eaux usées à haute teneur en azote ammoniacal et à faible DCO, utilisez directement des boues granulaires d'oxydation anaérobie de l'ammoniac.
Color-Évaluation d'activité assistée : Color peut évaluer rapidement et initialement l'état des boues. Par exemple, la décoloration des boues d’oxydation anaérobie de l’ammoniac peut indiquer une activité réduite ; le noircissement des boues municipales nécessite une enquête sur le manque d'oxygène.
Adaptation préalable : lors de l'utilisation de boues municipales pour les eaux usées industrielles, la concentration des polluants cibles doit être augmentée progressivement, avec une période d'acclimatation de 7 à 15 jours.
Contrôle strict des paramètres de fonctionnement : les boues anaérobies sont sensibles aux fluctuations de température et de pH et nécessitent une surveillance-en temps réel ; les boues aérobies nécessitent suffisamment d’oxygène dissous pour éviter une diminution d’activité due à un manque d’oxygène.
Surveillance et entretien réguliers : une surveillance hebdomadaire du MLSS, du SV30, de l'activité microbienne et des changements de couleur est nécessaire. L’élimination ou la reconstitution des boues en temps opportun est cruciale pour prévenir la perte microbienne.