Généralités step activité 2 module 2

Généralités STEP

Activité 2 module 2

• 
  Caractériser les effluents en entrée de STEP
  
• 
  Identifier les différentes étapes de traitement des eaux
  
• 
  Définir les différents types de procédés de traitement
  

Caractérisation de la pollution en fonction de sa nature (organique ou minérale) ou de sa taille et ou forme grossière, particulaire, colloïdales et dissoutes.

Colloïdes 

• 
  particules chargées négativement
  
• 
  effets de répulsions
  
• 
  ne décantent pas
  

Pour l’azote et le phosphore il n y a pas de valeur rédhibitoire. Il faut respecter une moyenne annuelle.

Les filières classiques de traitement biologique

Prétraitement, traitement primaire, traitement secondaire et traitement tertiaire.

Prétraitement

Dégrillage

Retenues les pollutions volumineuse et grossières. Dé grilleur manuel ou automatique. Barreaux espacés entre 10 et 40mm

Tamisage

Macro tamisage entre 0,15 et 0,2mm

Micro tamisage entre 30 et 150 micromètre.

Ces refus de grilles, assimilés à des ordures ménagères sont essorés et compactés puis évacués.

Dessablage-déshuilage

Retenue des matières minérales qui pourraient provoquer l’abrasion des tuyauteries et des pompes, ainsi que le buchage et l’ensablement des ouvrages.

Par injection de 0₂, on fait remonter plus facilement les graisses afin que le temps de séjour n’excède pas 20min.

Le sable est valorisé après lavage comme remblai

L’huile est valorisé par incinération car très bon pouvoir calorifique ou par hydrolyse, oxydation et rejet dans le bassin biologique.

Traitement primaire

Floculation, coagulation et décantation

Le but est la meilleure rétention des MES. Utilisé en amont des traitements secondaires ne supportant pas de fortes charges en matières en suspension. Attention ce n’est pas une étape systématique, cela dépends du traitement secondaire

Les décanteurs primaires abattent 50% des MES et 30% de la DBO et DCO.

Les décanteurs laminaires ont une emprise au sol réduite de par le fait qu’ils ont des lames au sein de sa structure afin d’accélérer la vitesse de décantation d’un MES.

Traitement secondaire

Traitement biologique

Cultures libres (bactéries libre dans le milieu) ou cultures fixées (bactéries fixées à une roche pouzzlane)

Pour info : La pouzzolane est une roche naturelle constituée par des scories (projections) volcaniques basaltiques ou de composition proche. Elle possède une structure alvéolaire. La pouzzolane est généralement rouge ou noire, avec toutes les teintes intermédiaires, exceptionnellement grise.

Micro-organismes impliqués dans l’épuration des eaux usées

• 
  Bactéries consommation de matières minérales et organiques
  
• 
  Protozoaires consomment la matière organique et les bactéries
  
• 
  Métazoaires se nourrissent de bactéries et de protozoaires.
  

La présence ou non d’oxygène détermine trois types de milieux

Aérobie (0₂ libres et combinés), anaérobie (pas du tout de 0₂) et anoxie (pas d’aération, les nitrates constituent la seule source d’oxygène pour certaines bactéries (oxygène lié/combiné)

Les bactéries sont véhiculées jusqu’aux STEP ; les conditions environnementales et les paramètres de dimensionnements → sélection des populations adaptées à chaque type de pollution.

Les réactions biochimiques permettent la dégradation des pollutions carbonées, azotées et phosphorées.

Pollution carbonée

Bactéries hétérotrophes afin de dégrader le carbone pour vivre (source d’énergie) et se reproduire.

Temps de reproduction court max 20min. Celle-ci est influencée par deux facteurs

• 
  Substrats en abondance dans le milieu mesuré par le DBO₅
  
• 
  Suffisamment d’oxygène pour une bonne aération
  

MO + 0₂ + bactéries → CO₂ + H₂0+ nouvelles bactéries (boues en excès)

Pollution azotée

2 réactions successives (nitrification puis la dénitrification)

Nitrification

Effectués par les bactéries autotrophes (nitrosomonas, nitrobacter). Elles utilisent du CO2 comme source de C. Elles utilisent l’azote ammoniacal comme source d’énergie et le gaz carbonique comme source exclusive de carbone.

Le temps de reproduction de ce type de bactéries est très long (24 heures)

Leur développement est favorisé par la présence de deux facteurs

• 
  Ions Ammoniums
  
• 
  L’oxygène apporté par l’aération forcée (aérobie)
  

Nitritation : NH₄⁺ + 3/2 O₂ -------------> NO₂^- + 2H⁺ + H₂O

Nitratation : 2NO₂ + O₂ → 2NO₃

Nitrosomonas europaea est une bactérie à Gram négatif capable de produire toute son énergie métabolique (ATP, GTP…) et son pouvoir réducteur (NADH+H⁺, FADH₂…) à partir de l'oxydation de l'ammoniac NH₃ en nitrites NO₂

Elle joue un rôle important dans le cycle de l'azote en oxydant le nitrite en nitrate dans le sol. Contrairement aux plantes, où les électrons transférés par la photosynthèse fournissent l'énergie nécessaire à la fixation du carbone, Nitrobacter utilise l'énergie venant de l'oxydation des ions nitrite, NO₂^-, en ions nitrate, NO₃^- pour répondre à leurs exigences en carbone¹.

Réaction de nitrification 

Dénitrification

Effectué par des bactéries hétérotrophes (Thiobacillus)

Elles utilisent les nitrates comme source d’oxygène et les réduisent en diazote

Cette réaction se réalise en milieu d’anoxie.