Etude et contrôle des processus de nitrification - dénitrification - déphosphatation biologique

Study and control of the nitrification - denitrification and enhanced biological phosphorus removal processes

• Auteur / Autrice : Katia Wouters-Wasiak
• Direction : Michel Roustan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingéniérie du traitement et de l'épuration des eaux
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oxydoréduction

Eaux usées -- Épuration -- Dénitrification

Eaux usées -- Épuration -- Déphosphatation

Eaux usées -- Épuration -- Procédé des boues activées

Résumé

Le travail entrepris comporte trois axes de recherche : étude des cinétiques de nitrification sur site et en batch ; étude des cinétiques de relargage et de réabsorption du phosphore ; évaluation de l’intérêt de la mesure de potentiel d’oxydoréduction pour le contrôle des processus de nitrification/dénitrification et de déphosphatation biologique. Le suivi sur station comme les essais en batch ont démontré que, pour un âge de boue suffisant, la vitesse de nitrification, exprimée par litre de boue, varia peu avec la concentration en boues, dans la gamme de 2 à 4. 5 b/l de MVS. Des expériences en batch ont été effectuées dans le but de déterminer l’influence de la concentration en DCO et de la durée d’anaérobiose sur la vitesse de relargage et de réabsorption du phosphore. La vitesse spécifique de relargage déterminée sur la première heure d’anaérobiose est directement proportionnelle à la quantité de DCO initiale. Pour une même DCO, une hausse de la durée d’anaérobiose à plus de 2h, n’a pas augmenté la quantité de phosphore suraccumulé et n’a donc pas amélioré le rendement d’élimination biologique du phosphore. Une deuxi7me série d’expériences a été réalisée dans le but de préciser les conditions d’apparition et les conséquences sur le processus de déphosphatation biologique d’un relargage secondaire de phosphates (relargage sans apport de carbone exogène). Le relargage occasionnel ne semble pas affecter le processus de déphosphatation biologique. L’asservissement du fonctionnement de l’aération à des seuils de potentiel d’oxydo-réduction associés à des temporisations a permis une élimination pousse de l’azote.

Three main research axes were held during my PhD: The study of nitrification kinetics at full scale and in batch; study of releases and uptake kinetics of phosphate; the evaluation of the interest of ORP measure for control of nitrification, denitrification and enhanced biological phosphorus removal. The study at full-scale as well as the batch experiments have proved that, for a sufficient sludge age, the nitrification rate, expressed per liter of sludge, varies slightly with the sludge concentration, within 2 to 4. 5 g/l VSS. A higher sludge concentration does not implicate a higher nitrification capacity. Batch tests were realised to determine the influence of both COD concentration and anaerobic residence time on both phosphate release and uptake rates. The phosphor-release rate, settled on the first anaerobic hour, was proportional to the initial filtered COD concentration. For the same COD concentration, an increase of the anaerobic residence time superior to 2h did not increase the excess phosphorous uptake and did not improve the enhanced biological phosphorus removal efficiency. A second series of experiences were realised to specify the appearance conditions and the consequences on biological phosphorus removal of a second P-release (a release without carbon supply). An occasional secondary P-release does not seem to affect the biological phosphorus removal process.