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Bonjour Pratiquement tous les types d'eaux usées subissent une biorestauration. Pour ce type de filtration, des conditions spéciales sont créées dans lesquelles des micro-organismes spéciaux décomposent et traitent diverses substances organiques qui polluent l’eau.

Une des méthodes les plus populaires de ce traitement est le processus anaérobie, c'est-à-dire le nettoyage sans air. Ce nettoyage est effectué dans des fosses septiques spéciales appelées fosses septiques.

Le traitement anaérobie dans les fosses septiques est principalement utilisé pour éliminer les boues, les boues et autres contaminants des eaux usées, ainsi que pour traiter d'autres types de boues et de déchets solides. Les fosses septiques sont des réservoirs horizontaux horizontaux scellés, au fond desquels se forme un précipité, constitués de particules solides. Par la suite, il va pourrir et se décomposer avec des microorganismes anaérobies.

La tâche principale de la fosse septique est de séparer les particules solubles dans le liquide de celles insolubles et de décomposer la contamination par les bactéries anaérobies. L’avantage indiscutable du traitement anaérobie dans les fosses septiques est la faible formation de biomasse de divers microbes nocifs. Ce type de traitement anaérobie est plus raisonnable à utiliser à un niveau d'eau souterraine suffisamment bas.

Le nettoyage anaérobie dans les fosses septiques comprend deux étapes de fermentation des eaux usées. C'est la fermentation acide et alcaline.

La fermentation acide a lieu dans la fosse septique lors de son remplissage initial, lorsque les eaux usées ne sont pas contaminées par des boues fermentées. Cette étape est caractérisée par la formation de gaz odorants désagréables. L'élimination des boues s'accompagne de dépôts jaune-gris qui ne sèchent pas bien à l'air. Les boues flottent le plus souvent à la surface avec du gaz.
Les gaz libérés au cours du processus de fermentation acide remplacent l'oxygène et remplissent progressivement la fosse septique, ce qui permet à la bactérie anaérobie de se développer activement. Cela suggère que la deuxième étape de purification a commencé - la fermentation alcaline.

La fermentation alcaline est également appelée méthane, puisque le méthane est la principale source de production de gaz dans la fosse septique. Au cours de la fermentation alcaline, la formation de gaz fétides est absente. De plus, ce processus est caractérisé par un cycle assez rapide et le volume des boues diminue de manière significative. Dans le même temps, le limon a une couleur foncée et sèche rapidement à l'air.

Pour une décomposition plus complète des boues, des types spéciaux de souches de bactéries anaérobies sont utilisés. Cela permet la désintégration complète de tous les contaminants. De plus, lors de la fermentation anaérobie, la disparition de micro-organismes pathogènes se produit à un taux plus élevé, ce qui produit un précipité de qualité supérieure, utilisé activement en agriculture comme engrais organique.

Le volume des fosses septiques dépend directement de la quantité d'eau consommée. Par exemple, si la consommation d'eau est de 250 litres par jour, le volume minimal de la fosse septique devrait être égal à environ 3 mètres cubes. Traditionnellement, les fosses septiques sont constituées de pierres, de briques rouges ou d’anneaux en béton d’une épaisseur minimale de 12 cm. Et aujourd'hui, les conteneurs en plastique, en polyéthylène, en polypropylène et en fibres de verre composites sont de plus en plus populaires. Le matériau est sélectionné sur la base de toutes ses caractéristiques techniques: résistance mécanique à la pression, sensibilité à la corrosion, rigidité et résistance. La forme de la fosse septique peut être différente, mais la meilleure forme reste la circonférence, car les parois arrondies répartissent de manière plus uniforme la pression du sol.

Il convient également de noter que, malgré tous les avantages de la purification anaérobie, cette méthode présente toujours des inconvénients mineurs. Celles-ci incluent les faibles taux de fermentation et de recyclage, les dangers liés à la libération de méthane, une sensibilité particulière aux métaux lourds, ainsi que l'enrichissement des effluents en azote d'ammonium.

Il faut dire qu'aujourd'hui, un nettoyage sans nutriments est possible et que toutes les conditions ont été créées pour réduire le volume de déchets. La méthode anaérobie de purification de l’eau dans les fosses septiques est la plus productive et la plus prometteuse, car sa mise en œuvre nécessite un minimum d’équipement en fonctionnement et que l’élimination des déchets ne pose aucun problème. Cela donne des avantages économiques indéniables et des taux de nettoyage élevés.

Eaux usées

Au cours des dernières années, le thème de la protection de l'environnement est devenu plus urgent que jamais. L'une des questions importantes dans ce sujet est le traitement des eaux usées avant leur déversement dans des plans d'eau à proximité. Un moyen de résoudre ce problème peut être un traitement biologique des eaux usées. L’essence de cette purification est la décomposition de composés organiques à l’aide de microorganismes en produits finaux, à savoir l’eau, le dioxyde de carbone, la sulfatation des nitrites, etc.

Le traitement le plus complet des eaux usées industrielles contenant des substances organiques à l'état dissous est réalisé par une méthode biologique. Dans ce cas, les mêmes processus sont utilisés que dans la purification des eaux ménagères - aérobies et anaérobies.

Pour le nettoyage aérobie, on utilise des aérotanks de diverses modifications structurelles, des oxycats, des réservoirs de filtration, des réservoirs de flottation, des biodisques et des minerais biologiques.

Dans le procédé anaérobie pour eaux usées hautement concentrées utilisées comme première étape du traitement biologique, les digesteurs servent de structure principale.

Méthode aérobie sur la base de l'utilisation de groupes d'organismes aérobies dont la vie nécessite un débit constant d'O2 et une température de 20 à 40 C. Les microorganismes sont cultivés dans des boues activées ou des biofilms.

Les boues activées sont constituées d'organismes vivants et d'un substrat solide. Les organismes vivants sont représentés par des accumulations de bactéries, de protozoaires, de moisissures, de levures et, rarement, de larves d'insectes, de crustacés et d'algues. Le biofilm se développe sur les charges de biofiltre, il a l’apparence d’un encrassement muqueux d’une épaisseur de 1 à 3 mm et plus. Les processus de traitement aérobie des eaux usées vont aux installations appelées aérotanks.

Fig.1. Modèle de travail Aerotank

Modèle de travail Aerotank

1 - boues activées en circulation; 2 - excès de boues activées;

3 - station de pompage; 4 - décanteur secondaire;

5 - réservoir aérodynamique; 6 - clarificateur primaire

Les réservoirs Aero sont des réservoirs assez profonds (de 3 à 6 m) équipés de dispositifs d’aération. Ici vivent des colonies de micro-organismes (sur les structures floculantes des boues activées), qui fendent la matière organique. Après les bassins d’aération, l’eau épurée entre dans les fosses septiques, où se déposent les boues activées pour un retour partiel dans le bassin d’aération. De plus, dans de telles installations, des réservoirs spéciaux sont aménagés dans lesquels le limon «repose» (est régénéré).

Une caractéristique importante du fonctionnement de l'aérotank est la charge sur les boues actives N, définie comme le rapport entre la masse de contaminants entrant dans le réacteur par jour et la biomasse absolument sèche ou sans cendres des boues activées dans le réacteur. En fonction de la charge en boues activées, les systèmes de purification aérobie sont divisés en:

systèmes de traitement des eaux usées aérobies à forte charge avec N> 0,5 kg de DBO (indicateur de la consommation biochimique en oxygène) 5 par jour pour 1 kg de boue;

systèmes de traitement des eaux usées aérobies à charge moyenne à 0,2 18

Traitement anaérobie des eaux usées

La purification anaérobie est un processus anaérobie (en l’absence d’oxygène) en deux étapes de transformation biochimique de la pollution organique des eaux usées en méthane et en dioxyde de carbone. Initialement, sous l'action de bactéries, les substances organiques sont fermentées en acides organiques simples (phase acide), et dans la seconde étape, ces acides servent déjà de source de nutrition pour les bactéries formant du méthane (phase alcaline).

La réaction principale de la formation de méthane:

où est H2A - matière organique contenant H2.

Le méthane peut se former à la suite de la dégradation de l'acide acétique:

Dans certaines conditions, l’ammoniac peut également être le produit final.

Les bactéries méthane sont très sensibles aux fluctuations des facteurs externes. Cette circonstance entraîne moins de souplesse et de stabilité du processus anaérobie que le procédé aérobie et nécessite un contrôle strict et un ajustement strict des paramètres d'entrée de l'effluent. Les éléments suivants sont considérés comme optimaux dans l’appareil: température 30-35 0 С, pH 6,8-7,2, potentiel RV du milieu-0,25.

Le traitement anaérobie peut suffire à concentrer les eaux usées de DBO5 pas moins de 500-1000 g / m 3. Les appareils anaérobies sont plus complexes dans la construction que les réservoirs aérodynamiques et plus coûteux dans la construction.

Habituellement, les équipements anaérobies sont utilisés pour la fermentation des sédiments de bassins de sédimentation primaires et des boues activées en excès de systèmes biochimiques aérobies pour le traitement des eaux usées domestiques et de leurs mélanges avec des déchets industriels.

Le degré de décomposition des composés organiques est compris entre 40 et 50%.

Des systèmes de purification à une et à deux étapes et différents types de réacteurs sont proposés et utilisés.

Dans un système à deux étages (fig.), La première structure est une biostation à flux continu et continu avec un mélange complet, la seconde structure peut être utilisée pour séparer et concentrer les solides (fosses septiques, centrifugeuses, etc. pouvant également remplir cette fonction).

Fig. Système de décomposition anaérobie en deux étapes (a): 1 - entrée des déchets;

2 - sortie de gaz; 3 - mélange de boues; 4 - ruissellement liquide; 5 - suspension; 6 - retour des boues;

7 - appareil pour mélanger; 8 - buse (substrat)

Dans de tels systèmes, il est possible de retourner (recirculer) une partie du sédiment du deuxième étage au premier afin d'augmenter la dose de microorganismes biologiquement actifs dans celui-ci et d'intensifier le processus. Toutefois, l’utilisation des fosses septiques classiques dans la deuxième étape n’est possible que dans la condition d’un dégazage préalable du flux de la première étape, car le dégagement de gaz empêche la sédimentation. Par conséquent, les systèmes à deux étapes sont principalement utilisés pour la séparation partielle de deux étapes du traitement anaérobie: la production d’acides organiques volatils et la fermentation du méthane.

L'appareil anaérobie est principalement utilisé par les digesteurs - des structures qui fonctionnent sur le principe d'un réacteur avec un mélange complet.

Fig. Méthodanque: 1 - bouchon de réservoir pour recueillir le gaz; 2 - gazoduc à partir du bouchon de gaz; Agitateur à 3 hélices; 4 - pipeline de chargement (boues brutes et boues activées, par exemple); 5 - les conduites d’élimination des boues ou de rejet de sédiments fermentés à différents niveaux; 6 - injecteur de vapeur pour chauffer le contenu du digesteur et le mélanger; 7 - déchargement par pipeline d'une suspension de produits de fermentation en phase solide (par exemple, des boues fermentées); 8 - tuyau de circulation; 9 - pipeline pour vider le digesteur

Distinguer les digesteurs de types ouverts et fermés (le dernier - avec un sol dur ou flottant).

Dans une structure avec un chevauchement rigide fixe (fig.), Le niveau de la masse de fermentation est maintenu au-dessus de la base du col, car dans ce cas le miroir de masse est petit, l'intensité des gaz d'échappement est grande et aucune croûte n'est formée. Pour accélérer le processus, la masse est agitée et chauffée à 30-40 ° C (avec digestion mésophile) avec de la vapeur vive de faible intensité (0,2-0,46 MPa). La circulation principale dans le digesteur est réalisée par un agitateur à hélice.

Les digesteurs typiques ont un volume utile de 1 000 à 3 000 m 3. Classiquement, ce volume est divisé en quatre parties ayant différentes fonctions: le volume pour la formation d'une croûte flottante, le volume pour l'eau de boue, le volume pour la fermentation proprement dite, le volume pour le compactage et la stabilisation supplémentaire des sédiments pendant le stockage (jusqu'à 60 jours).

La dose quotidienne maximale possible de charge (en m 3 / jour pour 1 m 3 d'appareil) est déterminée par le fait qu'une augmentation de cette dose entraînera un excès de débit lors de la formation de cellules bactériennes actives sur leur croissance et qu'après un certain temps, le système ne contiendra plus suffisamment d'organismes actifs..

Inconvénients des systèmes anaérobies: faible taux de croissance des microbes, durée de séjour élevée des substances biologiquement actives dans les structures (2-6 jours.).

Avantages de la méthode: formation minimale de solides biologiquement actifs, production de produits utiles (gaz combustibles contenant 65% de méthane et 33% de dioxyde de carbone, boues fermentées).

Trois types de structures sont utilisées pour traiter et fermenter les boues brutes: 1) des fosses septiques (fosses septiques); 2) réservoirs de sédimentation superposés (Emscher); 3) digesteurs.

Purification biologique de l'eau: processus aérobies et anaérobies

Le traitement biologique implique la dégradation de la composante organique des eaux usées par des microorganismes (bactéries et protozoaires). A ce stade, la minéralisation des eaux usées se produit, l'élimination de l'azote organique et du phosphore, l'objectif principal étant de réduire la DBO5 (demande biochimique en oxygène pendant 5 jours, nécessaire à l'oxydation des composés organiques dans l'eau). Selon les normes en vigueur, la teneur en substances organiques de l’eau purifiée ne doit pas dépasser 10 mg / l.

Les organismes aérobies et anaérobies peuvent être utilisés en bioremédiation.

La dégradation des substances organiques par les microorganismes en conditions aérobies et anaérobies est réalisée avec différents bilans énergétiques de réactions totales. Considérez et comparez ces processus.

Avec la biooxydation aérobie du glucose, 59% de son énergie est dépensé pour la croissance de la biomasse et 41%, par la perte de chaleur. Cela est dû à la croissance active de microorganismes aérobies. Plus la concentration de substances organiques dans l'effluent traité est élevée, plus le chauffage est intense, plus le taux de croissance de la biomasse microbienne est élevé et plus l'accumulation de boues activées en excès.

C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + biomasse microbienne + chaleur

Avec la dégradation anaérobie du glucose avec la formation de méthane, seulement 8% de l'énergie est dépensée pour la croissance de la biomasse, 3% sont des pertes de chaleur et 89% sont convertis en méthane. Les microorganismes anaérobies se développent lentement et nécessitent une concentration élevée de substrat.

C6H12O6 -> 3CH4 + 3CO2 + biomasse microbienne + chaleur

La communauté microbienne aérobie est représentée par une variété de microorganismes, principalement des bactéries, qui oxydent différentes substances organiques dans la plupart des cas indépendamment les uns des autres, bien que l'oxydation de certaines substances soit réalisée par co-oxydation (cométabolisme). La communauté microbienne aérobie de systèmes à boues activées pour la purification aérobie de l'eau est représentée par une biodiversité exceptionnelle. Au cours des dernières années, la présence de bactéries appartenant aux genres Paracoccus, Caulobacter, Hyphomicrobium, Nitrobacter, Acinetobacter, Sphaerotilus, Aeromonas, Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium et Ibrahns est l’utilisation de nouvelles méthodes biologico-biologiques, notamment Corynebacterium, Microtrix, Nocardia, Rhodococcus, Bacillus, Clostridium, Lactobacillus, Staphylococcus. On pense cependant que pas plus de 5% des microorganismes impliqués dans le traitement aérobie de l'eau ont été identifiés à ce jour.

Il convient de noter que de nombreuses bactéries aérobies sont des anaérobies facultatives. Ils peuvent croître en l'absence d'oxygène aux dépens d'autres accepteurs d'électrons (respiration anaérobie) ou de fermentation (phosphorylation du substrat). Les produits de leur activité sont le dioxyde de carbone, l'hydrogène, les acides organiques et les alcools.

La dégradation anaérobie des substances organiques au cours de la méthanogénèse est un processus à plusieurs étapes dans lequel au moins quatre groupes de micro-organismes doivent être impliqués: hydrolytiques, fermenteurs, acétogènes et méthanogènes. Dans la communauté anaérobie entre microorganismes, il existe des relations proches et complexes qui présentent des analogies dans les organismes multicellulaires, car, en raison de la spécificité des méthanogènes vis-à-vis du substrat, leur développement est impossible sans une relation trophique avec les bactéries des stades précédents. À son tour, le méthane archaea, utilisant des substances produites par les anaérobies primaires, détermine le taux de réaction de ces bactéries. Methane archaea des genres Methanosarcina, Methanosaeta (Methanothrix), Methanomicrobium et d’autres jouent un rôle clé dans la dégradation anaérobie de substances organiques en méthane. En l'absence ou en l'absence de décomposition anaérobie, se termine au stade de la fermentation acide et acétogène, ce qui entraîne l'accumulation d'acides gras volatils, principalement de l'huile, de l'acide propionique et de l'acide acétique, abaisse le pH et arrête le processus.

L'avantage du traitement aérobie est la vitesse élevée et l'utilisation de substances en faibles concentrations. Les inconvénients significatifs, en particulier dans le traitement des eaux usées concentrées, sont la consommation d'énergie élevée pour l'aération et les problèmes liés au traitement et à l'élimination de grandes quantités de boues en excès. Le procédé aérobie est utilisé dans le traitement des eaux usées domestiques, ainsi que dans certaines eaux usées industrielles et porcines dont la DCO n’est pas supérieure à 2000. Éliminer ces carences des technologies aérobies peut être un traitement préalable anaérobie des eaux usées concentrées par digestion du méthane, qui ne nécessite pas d’énergie d’aération et est même associé à la formation de précieux vecteur - méthane.

L'avantage du processus anaérobie est également une formation relativement mineure de biomasse microbienne. Les inconvénients comprennent l'impossibilité d'éliminer les polluants organiques en faibles concentrations. Mais pour le traitement en profondeur d'eaux usées concentrées, le traitement anaérobie doit être utilisé en association avec le stade aérobie subséquent (Fig. 1.).

Fig. 1. Comparaison des bilans matière et énergétique des méthodes de traitement des eaux usées aérobies et anaérobies

Le choix de la technologie et les caractéristiques du traitement des eaux usées sont déterminés par le contenu de leur pollution organique.

Traitement biologique anaérobie

La décomposition de la pollution organique s'effectue dans ce cas en plusieurs étapes, avec la participation de micro-organismes ayant différents mécanismes d'action. Classiquement, ils sont regroupés en quatre processus principaux, en fonction des substances libérées à chaque étape de la décomposition et des types de bactéries participant à chaque étape de la fermentation anaérobie.

La première, la phase d'hydrolyse, consiste en la décomposition d'hydrocarbures complexes en composants plus simples et en eau. Grâce au «travail» des bactéries correspondantes, les protéines se décomposent en acides aminés, le sucre est formé à partir de glucides et les graisses sont converties en acides gras. La phase intermédiaire d'oxydation, la seconde à son tour, conduit à la transformation suivante de composés organiques complexes en composés plus simples dans cette chaîne, qui comprennent les alcools, les aldéhydes et les acides organiques.

L'oxydation finale de tous les produits en acide acétique et le dégagement d'hydrogène ont lieu pendant la troisième phase du processus anaérobie. La participation des bactéries formant du méthane détermine la quatrième phase et consiste à nourrir les produits des étapes précédentes de décomposition, avec formation de méthane et de dioxyde de carbone. Dans ce cas, la majeure partie de l’énergie libérée est affectée à la formation de méthane; il n’ya donc qu’une légère augmentation de la masse de limon.

Caractéristique du traitement biologique anaérobie

La particularité du traitement biologique anaérobie est la relation étroite qui existe entre les quatre phases de la décomposition et la séquence de leur écoulement. La violation du flux de l'un d'entre eux peut entraîner la déstabilisation de l'ensemble du processus de décomposition anaérobie des effluents pollués. La raison en est la spécificité du développement des micro-organismes, grâce à laquelle la décomposition finale en méthane a lieu, car leur milieu nutritif est une substance produite par une bactérie lors des étapes précédentes de la décomposition de substances organiques polluantes. Par conséquent, une attention particulière devrait être accordée à la détermination de la composition qualitative de la matière organique, qui fait partie des eaux usées traitées. Cela est dû aux différences de vitesse de décomposition des protéines, des graisses et des glucides, et à la libération de différents volumes de méthane. Pour augmenter l'efficacité de la purification anaérobie, il est nécessaire d'assurer le déroulement simultané de la décomposition des substances contenues dans l'effluent, qui a lieu dans la première phase, au stade de l'hydrolyse, ce qui est réalisé par leur séparation. Si des eaux usées d'une composition homogène sont soumises à un traitement, la détermination du chemin sur lequel se déroulera la décomposition du matériau contaminant source a lieu au stade de l'adaptation de la biomasse à cette source d'énergie.

Facteurs affectant l'efficacité du traitement biologique anaérobie

L'effet négatif, qui réduit considérablement le débit des deux derniers stades, est l'augmentation de la teneur en acides organiques, qui augmente l'acidité du milieu aquatique, entraînant la suppression de l'activité des familles de bactéries anaérobies. Et cela peut conduire au fait que le processus de décomposition de la matière organique s’arrêtera à la deuxième étape de l’oxydation pour atteindre les acides carboxyliques, les aldéhydes et les alcools, qui sont encore des substances très toxiques.

Contrairement au procédé aérobie, le traitement biologique anaérobie est efficace à des concentrations élevées de polluants. Cela est dû au fait que les processus de traitement biologique, qui impliquent la participation de bactéries anaérobies, ne nécessitent pas la présence d'oxygène dissous dans l'eau. Par conséquent, avec leur participation, un traitement efficace des eaux usées avec une DCO élevée (demande chimique en oxygène) et une DBO (demande chimique en oxygène) est impossible, ce qui est impossible pour les microorganismes aérobies. De plus, contrairement aux bactéries aérobies, les bactéries anaérobies ne sont pas sensibles à l'action des surfactants et nettoient parfaitement les drains qui les contiennent. De plus, lorsqu'ils agissent, la concentration de polluants diminue fortement, ce qui est associé à l'action des boues anaérobies actives en tant qu'agent bioflocant. Mais avec une diminution de la concentration de polluants, l'efficacité d'une telle purification à l'aide de biomasse anaérobie diminue sensiblement. Par conséquent, très souvent, toute la décomposition anaérobie et aérobie de la pollution organique des eaux usées est utilisée dans le complexe, ce qui vous permet d’obtenir un degré élevé de purification.

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Traitement anaérobie des eaux usées - informations générales

L'utilisation de réacteurs anaérobies ou de digesteurs s'est révélée très efficace dans les stations de traitement des eaux usées industrielles et domestiques. Cette technique est supérieure aux autres méthodes de traitement primaire en performance économique et environnementale. Entre autres choses, pour certains types d’effluents (DCO supérieure à 2 000 mg / l), seule la purification anaérobie est le seul moyen d’éliminer jusqu’à 90% des impuretés. Pour une purification de l’eau plus efficace, recourez à la purification à plusieurs niveaux à l’aide de microorganismes anaérobies et aérobies.

Les bioréacteurs modernes ont un principe de fonctionnement assez clair. Ils sont un réservoir scellé qui n'a pas de communication avec l'environnement de l'oxygène. À l'intérieur du réservoir se trouvent des boues activées - des macrocolonies de micro-organismes anaérobies. Le développement de la biomasse dans un environnement sans oxygène est lent, c'est pourquoi la préservation de la population existante est très importante pour l'efficacité du processus de nettoyage.

La plupart des boues activées se trouvent au fond du réacteur, mais des micro-organismes sont présents dans les couches supérieures d’eau sous forme de suspension. Les boues activées anaérobies, souvent appelées méthanogènes, sont des granules denses de 2-3 mm. Ce sont des communautés microbiennes. Chaque granule contient un nombre différent de micro-organismes différents, parmi lesquels on peut noter des archées de genres différents et de la méthanosarcine. Ces derniers se trouvent plus souvent dans les effluents fortement concentrés.

Au cours de l'activité vitale, les granules de boue décomposent les "déchets" chimiques et biologiques qui pénètrent dans les eaux usées tout en libérant du méthane et de l'eau. Dans les systèmes de biorestauration à plusieurs niveaux, une séquence de décharge des principaux produits de filtration a été établie. En quittant le digesteur, l'eau est envoyée dans le réservoir d'aération, où elle est purifiée par des bactéries aérobies. Le gaz monte et peut être utilisé pour chauffer le réacteur. La température normale de développement des archaea anaérobies est de 30 degrés, mais grâce au développement des sélecteurs, des organismes fonctionnant à 10-20 degrés ont été isolés.

Outre les stations d'épuration compactes utilisées pour la création de systèmes d'égout autonomes dans les maisons privées, il existe des complexes industriels anaérobies. Ceux-ci comprennent:

  1. lagunes - colons, organisés à ciel ouvert ou dans des salles spéciales. Dans les régions à climat chaud, ces complexes ne servent pas uniquement de station d’épuration. Elle produit également du biogaz utilisé dans les systèmes de carburant des entreprises. Le plus souvent, les lagunes sont aménagées à proximité des élevages porcins, le lisier et les drains des abattoirs y sont drainés;
  2. Bioréacteurs industriels - réservoirs hermétiques installés dans des stations de bio-nettoyage, desservant des entreprises ou des ménages. Faute de contrôle strict des conditions environnementales, ainsi que de la croissance lente de la population de micro-organismes, les installations industrielles de ce type sont économiquement efficaces en termes de soins et de maintenance.

Lors du nettoyage des réservoirs dans lesquels une destruction anaérobie de biomatériaux est effectuée, il devient nécessaire d'éliminer une partie du charbon actif. Le vidage des conteneurs peut être effectué à l'aide de machines de cendisation ou manuellement. N'ayant aucune propriété pathogène ou toxique, il est absolument inoffensif pour l'homme et les animaux. En présence d'équipements spéciaux, tels que des centrifugeuses à séchage (à mailles fines), le surplus de boues peut être fabriqué à partir de ses excédents pour une vente ultérieure. De plus, les boues anaérobies sont riches en éléments minéraux et peuvent être utilisées comme engrais ou pour nourrir les animaux.

Traitement anaérobie des eaux usées

Les entreprises chimiques consomment beaucoup d'eaux usées et déversent par la suite une grande quantité de liquides hautement contaminés. Ainsi, l’utilisation rationnelle intégrée des ressources en eau est aujourd’hui particulièrement difficile et constitue un problème technique, économique et technologique important. Une des méthodes de traitement anaérobie des eaux usées.

Pourquoi les eaux usées doivent-elles être nettoyées?

Les eaux usées contiennent diverses impuretés, particules colloïdales et grossières, substances minérales, organiques et biologiques. Pour que les eaux usées ne nuisent pas à l'environnement et ne polluent pas l'environnement, il est impératif de les nettoyer avant leur rejet, leur tâche principale étant la désinfection, la clarification, le dégazage, la distillation et l'adoucissement. Les eaux usées polluées par divers produits chimiques sont traitées de différentes manières. Les plus populaires d'entre eux sont mécaniques, chimiques, physico-chimiques et biologiques.

Qu'est-ce qu'un traitement biologique des eaux usées?

Le traitement biologique est effectué à l'aide de substances organiques. Cette technique repose sur la capacité des micro-organismes à utiliser les matières organiques dissoutes dans les eaux usées. La consommation organique se produit en présence et en l'absence d'oxygène.

Méthodes de traitement biologique

Méthodes de traitement biologique - aérobie et anaérobie. L'anaérobie est réalisée en l'absence de contact avec l'oxygène. En raison de son coût abordable et de son rendement élevé, cette technique est la plus largement demandée dans l'industrie moderne.

Méthodes de traitement aérobie des eaux usées: comment les eaux usées sont traitées dans des conditions aérobies

Le processus de désinfection des eaux usées polluées avec la participation de microorganismes aérobies se déroule dans des conditions d'accès continu à l'oxygène (c'est l'oxygène qui détermine l'activité vitale des substances organiques). Le processus de nettoyage lui-même a lieu dans un bioréacteur ou un réservoir d'aération (conteneur spécial en plastique, métal ou béton). Des tamis et des brosses se trouvent dans la cuve, à une faible distance du fond. Ils servent de base au placement de colonies de bactéries aérobies.

Pour assurer un accès constant à l'oxygène, des aérateurs, des tubes spéciaux troués, sont installés au fond des réservoirs. L'air qui les traverse sature les drains en oxygène et crée ainsi les conditions nécessaires à la vie et à la croissance des aérobies. Étant donné que les processus d'oxydation des substances organiques s'accompagnent d'un dégagement important d'énergie, la température de travail à l'intérieur du bassin d'aération peut augmenter considérablement.

Pour les systèmes normaux de ce type, un système électronique complexe est nécessaire. Il aide à maintenir les conditions nécessaires à l’activité vitale des bactéries aérobies.

Caractéristiques des processus de purification biologique de manière anaérobie

Le traitement anaérobie est principalement utilisé pour éliminer les boues, les boues et autres contaminants des eaux usées. Il est également utilisé pour traiter d'autres types de précipitations, les déchets solides. Les fosses septiques sont des réservoirs horizontaux enterrés sous terre, souterrains, au fond desquels se forme un précipité solide. Par la suite, il pourrit et se décompose. Ces processus se produisent précisément en raison des effets de microorganismes anaérobies.

La tâche principale de la fosse septique de la centrale anaérobie consiste à séparer les particules liquides solubles des matières insolubles et à décomposer les polluants par traitement avec des microorganismes anaérobies. L'avantage des systèmes de traitement des déchets anaérobies réside dans la faible biomasse de microorganismes nuisibles. Il est conseillé d’utiliser la méthode lorsque le niveau des eaux souterraines est faible.

Méthodes de traitement anaérobies. Traitement biologique anaérobie des eaux usées

Les procédés de purification de l'eau anaérobie ont lieu dans des digesteurs et des bioréacteurs (ces installations sont scellées). Matériaux pour la fabrication de conteneurs - métal, plastique, béton. Puisque l’oxygène n’est pas nécessaire à l’activité des micro-organismes, tous les processus de purification se déroulent sans dégagement d’énergie, et la température ne monte pas. Avec la décomposition des composants organiques présents dans l'eau, le nombre de colonies de bactéries reste pratiquement inchangé. Dans la mesure où un système complexe de contrôle des conditions environnementales n'est pas nécessaire dans ce cas, le coût de la méthode est relativement faible.

Le principal inconvénient du traitement anaérobie est la formation de méthane combustible résultant de l'activité des anaérobies. Par conséquent, les structures ne peuvent être installées que sur des surfaces planes et bien ventilées; des analyseurs de gaz doivent être installés le long de leur périmètre, puis connectés à un système d'alarme incendie. À propos, le nettoyage anaérobie sert dans la plupart des cas à desservir les maisons de campagne et les cottages à LOS.

Schéma de l'installation de traitement des eaux usées et itp de l'appareil (points de chauffage) des bâtiments

Le traitement anaérobie n’est pas un programme complet, mais une étape distincte d’un système complexe de nettoyage des eaux usées de divers contaminants. Le système de traitement de l’eau dans la station d’épuration est le suivant:

  1. Les effluents contenant des matières organiques et inorganiques, des grosses particules (cailloux, sable), des inclusions synthétiques tombent dans la première chambre (on parle de fosse septique). Dans le puisard, il y a un traitement mécanique des eaux usées sous l'influence de la gravité. Les principaux composants lourds se déposent au fond du réservoir.
  2. Après prétraitement, l'effluent entre déjà dans la deuxième chambre où il est saturé en oxygène. Les grandes inclusions organiques ici sont broyées en petites particules. Dans certaines installations de ces chambres, des sapins et des brosses en acier retiennent des composants non dégradables tels que le polyéthylène, les fibres synthétiques et autres matériaux pratiquement indestructibles.
  3. L'oxygène usé saturé d'eaux usées s'écoule dans le bioréacteur de la citerne, où la matière organique se décompose.
  4. Le nettoyage final par gravité est effectué dans la dernière chambre. Au bas de ce compartiment se trouve une colonne vertébrale en calcaire qui lie des éléments chimiquement actifs.

Un dispositif de filtrage séparé peut également être installé à la sortie de la station d'épuration. Il garantit le degré maximum de purification - jusqu'à 99%. Après le démarrage, les stations de traitement biologique fonctionnent de manière totalement autonome.

Tous les processus de transformation sont étroitement liés et se déroulent dans la capacité du bioréacteur anaérobie de la manière prescrite. Toute violation technologique conduit à l'échec de tous les processus. Par conséquent, la conception des usines de traitement des eaux usées devrait être aussi précise que possible - ainsi que leur adaptation aux eaux usées appropriées.

En fonction de la classe prédominante de substances organiques (masse d’eaux usées), la composition du biogaz change, ainsi que le pourcentage de méthane qu’il contient. Les glucides se décomposent facilement, mais ils donnent une plus petite proportion de méthane. Avec la décomposition des huiles et des graisses, une grande quantité de biogaz se forme avec une teneur importante en méthane. Les processus de décomposition se déroulent lentement. Les acides gras - dans ce cas, les sous-produits de la décomposition des huiles et des graisses - deviennent souvent un obstacle supplémentaire au déroulement normal du processus de décomposition.

Les structures les plus modernes et sophistiquées utilisées pour fermenter les sédiments sont les métathéniques. Grâce à leur utilisation, le temps de fermentation est considérablement réduit - après tout, le chauffage artificiel réduit considérablement le volume des installations. Aujourd'hui, les métathenki sont couramment utilisés dans les pratiques étrangères et nationales. Visuellement, ce sont des réservoirs - en béton armé, de forme cylindrique, à fond conique, à recouvrement hermétique. Au sommet du réservoir se trouve un capuchon pour collecter et éliminer les masses de gaz. Les Metatinki sont équipées d'un agitateur à hélice installé dans un tuyau cylindrique et alimenté par un moteur électrique, d'un échangeur de chaleur ayant la forme d'un système de tuyaux et de tuyaux de dérivation.

Pour le déchargement des masses fermentées, un dispositif spécial est utilisé - un dispositif avec un tuyau vertical, un tuyau de drainage et un dispositif de verrouillage. Un mélange de sédiments frais (bruts) qui se trouve dans les décanteurs primaires, ainsi que des boues activées (elles pénètrent dans le décanteur secondaire après le réservoir d'aération) est introduit dans le métatheng. La prochaine étape du flux de travail est la fermentation. Il est thermophile et mésophile (effectué à une température de 50-55 et 30-35 degrés Celsius). Dans la fermentation thermophile, les processus de décomposition se déroulent beaucoup plus rapidement, mais les sédiments déjà fermentés cèdent moins bien. Le mélange de gaz émis lors de la fermentation est composé de méthane et de dioxyde de carbone dans un rapport de 7 à 3.

Méthodes aérobies et anaérobies de traitement des eaux usées: avantages

Les principaux avantages des méthodes de traitement biologique des eaux usées:

  1. Prix ​​abordable - le coût de nettoyage d'un mètre cube de déchets à l'aide de la méthode chimique et mécanique est supérieur à celui de la méthode biologique.
  2. Facilité d'utilisation, fiabilité - immédiatement après le démarrage de la station de biopurification, celle-ci commence à fonctionner de manière totalement autonome. L'achat de consommables n'est pas requis.
  3. Respect de l'environnement - les eaux usées qui ont été nettoyées peuvent être déversées dans le sol en toute sécurité, sans craindre pour l'état de l'environnement. Après le fonctionnement de la station, il ne reste plus de réactifs qui doivent être éliminés correctement. Le limon qui se dépose au fond de la chambre est un excellent engrais.

Le degré de purification est de 99%, c'est-à-dire qu'il est théoriquement possible de boire de l'eau purifiée de manière biologique, mais dans la pratique, il est préférable de ne pas le faire. Les colonies bactériennes ayant la capacité de se reproduire, il suffit de les remplacer tous les cinq ans.

Traitement biologique naturel

Dans la nature, les processus biologiques de purification de l'eau ont lieu, mais cela prend des années. Si des effluents pollués pénètrent dans le sol, ils sont immédiatement absorbés dans le sol, où ils sont traités par des micro-organismes spéciaux. Lorsque le liquide pénètre dans le sol argileux, un biopond se forme - dans celui-ci, les eaux usées sont progressivement allégées sous l’influence du processus de gravité et des sédiments organiques se forment au fond. Mais ces processus prennent beaucoup de temps - et si la nature elle-même purifie l'eau de la pollution, la situation écologique se détériore rapidement.

Conclusion

La méthode anaérobie de traitement des eaux usées présente des avantages et des inconvénients. D'une part, lors du processus de nettoyage, une grande quantité de boues activées n'est pas formée - ce qui signifie qu'il n'est pas nécessaire de les éliminer. D'autre part, la méthode ne peut être appliquée qu'à de faibles concentrations du substrat. Environ 89% de l'énergie est dépensée pour la production de méthane, le taux de croissance de la biomasse est faible. L'efficacité de nettoyage de la méthode considérée est élevée, mais dans certains cas, l'effluent est encore purifié.

Méthode anaérobie

Les méthodes de purification anaérobies ont lieu sans accès à l'O2 (processus de fermentation), elles sont utilisées pour neutraliser les sédiments. Des processus anaérobies se produisent dans les digesteurs.

Methantank (méthane + citerne anglaise)

installation de fermentation

eaux usées constituant

citerne fermée équipée d'un dispositif de chauffage dû à la combustion du méthane libéré.

La méthode de purification anaérobie peut être considérée comme l’une des plus prometteuses en présence de fortes concentrations de matières organiques dans les eaux usées ou pour le traitement des eaux usées domestiques.

• Son avantage par rapport aux méthodes aérobies est une forte réduction des coûts d’exploitation (pour les microorganismes anaérobies, aucune aération supplémentaire de l’eau n’est nécessaire) et l’absence de problèmes liés à l’élimination de la biomasse en excès.

• Un autre avantage des réacteurs anaérobies est minime

la quantité d'équipement requise pour le fonctionnement normal du réacteur.

Mais dans le même temps, les plantes anaérobies émettent le produit de l’activité vitale des microorganismes - le méthane - vous devez donc surveiller en permanence sa concentration dans l’air.

Toutes les méthodes ci-dessus ne sont utilisées que jusqu'à un certain niveau de concentration de polluants dans les eaux usées. Avant de déverser les eaux usées dans le réservoir, celui-ci doit passer par 3-4 étapes de nettoyage. De plus, parfois, le traitement biologique nécessite une ionisation ou un rayonnement ultraviolet.

Fig.3. Décomposition en étapes

Lors de la conversion anaérobie de substrats organiques en méthane sous l'influence de micro-organismes, 4 étapes de décomposition doivent être systématiquement appliquées. Des groupes distincts de polluants organiques (glucides, protéines, lipides / graisses) dans le processus d'hydrolyse sont d'abord convertis en monomères correspondants (sucres, acides aminés, acides gras). En outre, ces monomères sont convertis en acides organiques, alcools et aldéhydes à chaîne courte au cours de la décomposition enzymatique (acytogenèse), qui sont ensuite oxydés en acide acétique, associé à la production d'hydrogène. Ce n’est qu’à son tour que la formation de méthane se produit au stade de la méthanogénèse. Outre le méthane, le dioxyde de carbone est également formé en tant que sous-produit.

Comme nous l'avons déjà mentionné, les boues activées en excès peuvent être traitées de deux manières: après le séchage, en tant qu'engrais ou dans un système de purification anaérobie. Les mêmes méthodes de nettoyage sont utilisées pour la fermentation d'eaux usées hautement concentrées contenant une grande quantité de matière organique. Les processus de fermentation sont effectués dans des dispositifs spéciaux - la métatique.

La décomposition de la matière organique comprend trois étapes:

• dissolution et hydrolyse de composés organiques;

Dans la première étape les substances organiques complexes sont converties en acides butyrique, propionique et lactique. Dans la deuxième étape ces acides organiques sont convertis en acide d'uranium, hydrogène, dioxyde de carbone. Dans la troisième étape les bactéries formant du méthane réduisent le dioxyde de carbone en méthane avec absorption d’hydrogène. Selon la composition en espèces, la biocénose de la métacénose est beaucoup plus pauvre que celle des biocénoses aérobies.

Les réacteurs anaérobies sont généralement des réservoirs en béton armé ou en métal contenant un minimum d'équipements, comparés aux réacteurs de nettoyage aérobie. Cependant, l’activité vitale des bactéries anaérobies est liée à la libération de méthane, ce qui nécessite souvent l’organisation d’un système spécial d’observation de sa concentration dans l’air.

Fig.4. Plan de travail du digesteur

Structurellement, le digesteur est un réservoir cylindrique ou moins communément rectangulaire pouvant être entièrement ou partiellement enfoncé dans le sol. Le bas du digesteur présente un biais important vers le centre. Le toit du digesteur peut être rigide ou flottant. Dans les digesteurs à toit flottant, le risque d'augmentation de la pression dans le volume interne est réduit.

Les murs et le fond du digesteur sont généralement en béton armé.

Les boues et les boues activées pénètrent dans le tuyau de digestion par le haut. Pour accélérer le processus de fermentation, les digesteurs sont chauffés et le contenu est mélangé. Le chauffage est effectué avec un radiateur à eau ou à vapeur. En l'absence d'oxygène provenant de substances organiques (graisses, protéines, etc.), des acides gras sont formés, dont du méthane et du dioxyde de carbone se forment au cours de la fermentation.

Les boues fermentées de forte humidité sont retirées du fond du digesteur et envoyées à la dessiccation (par exemple, des lits de boues). Le gaz résultant est évacué par les tuyaux dans le toit du digesteur. De un mètre cube de sédiment dans le digesteur, 12-16 mètres cubes de gaz, contenant environ 70% de méthane.

Le traitement anaérobie des eaux usées présente certains avantages et inconvénients:

• le procédé ne produit pas beaucoup de boues activées en excès, par conséquent, il n’ya pas de problèmes de mise au rebut;

• 89% de l’énergie du processus est consacrée à la production de méthane;

• une telle méthode de nettoyage n’est possible qu’à de faibles concentrations de substrat;

• taux de croissance de la biomasse assez faible;

• équipement plus simple comparé au nettoyage aérobie.

La méthode ci-dessus est applicable lorsque la concentration de certains polluants ne dépasse pas le niveau autorisé. Dans la plupart des cas, il est nécessaire de procéder à un prétraitement des eaux usées en trois ou quatre étapes afin d’obtenir le contenu requis de certaines substances. En outre, afin de rejeter les eaux usées déjà traitées dans le réservoir après les installations de traitement biologique, une purification supplémentaire est souvent nécessaire (par exemple, par ozonation ou irradiation UV).

L'avantage du traitement aérobie est la vitesse élevée et l'utilisation de substances en faibles concentrations. Les inconvénients significatifs, en particulier dans le traitement des eaux usées concentrées, sont la consommation d'énergie élevée pour l'aération et les problèmes associés au traitement et à l'élimination de grandes quantités de boues en excès. Le procédé aérobie est utilisé dans le traitement des eaux usées domestiques, ainsi que dans certaines eaux usées industrielles et porcines dont la DCO n’est pas supérieure à 2000. Éliminer ces carences des technologies aérobies peut être un traitement préalable anaérobie des eaux usées concentrées par digestion du méthane, qui ne nécessite pas d’énergie d’aération et est même associé à la formation de précieux vecteur d’énergie - méthane.

L'avantage du processus anaérobie est également une formation relativement mineure de biomasse microbienne. Les inconvénients comprennent l'impossibilité d'éliminer les polluants organiques en faibles concentrations. Pour le traitement en profondeur d'eaux usées concentrées, le traitement anaérobie doit être utilisé en association avec la phase aérobie ultérieure. Le choix de la technologie et des caractéristiques du traitement des eaux usées est déterminé par le contenu de leur pollution organique.

Purification d'eau anaérobie

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1. Purification biologique de l'eau: processus aérobies et anaérobies...... 3

2. Caractéristiques des processus anaérobies se produisant pendant le traitement biologique ……………………………………………………..6

3. Installations de traitement anaérobie des eaux usées ………………..10

Même dans les villes de l’Égypte ancienne, de la Grèce et de Rome, il existait des réseaux d’égouts par lesquels les déchets de personnes et d’animaux étaient transportés dans des réservoirs - rivières, lacs et mer. Dans la Rome antique, avant d'être rejetés dans le Tibre, les eaux usées étaient accumulées et entretenues dans un bassin de puisard. Au Moyen Âge, cette expérience était en grande partie oubliée. Elle était recouverte de fonds, d’excréments d’hommes et d’animaux, déversée dans les rues de la ville et retirée à l’occasion. Cela a provoqué la pollution et la contamination des sources d'eau potable et a conduit à l'apparition d'épidémies de choléra, de typhoïde, de dysenterie amibienne, etc.

Au début du 19ème siècle, une toilette à chasse d'eau a été inventée en Angleterre. Il y avait un besoin évident de traiter les eaux usées et de les empêcher de pénétrer dans les sources d'eau potable. Les eaux usées ont été collectées et conservées dans de grands réservoirs, le précipité a été utilisé comme engrais.

Au début du XXe siècle, des systèmes de traitement intensif des eaux usées ont été mis au point, notamment des champs d’irrigation où l’eau était nettoyée et filtrée à travers le sol, des filtres à pierre concassée et à jets de sable, ainsi que des réservoirs à ventilation forcée. Ces derniers sont le site principal des installations modernes de traitement aérobie des eaux usées urbaines. Au départ, le traitement des eaux usées avait pour objectif principal leur désinfection. La compréhension de l’importance du traitement des eaux usées de qualité pour la protection des réservoirs naturels est venue plus tard.

Le problème de l’eau salubre est l’un des problèmes les plus urgents du nouveau siècle. Actuellement, des technologies modernes de traitement des eaux usées ont été développées et se développent. Les méthodes de purification naturelles et biologiques les moins chères, qui représentent l’intensification des processus naturels de décomposition de composés organiques par des microorganismes dans des conditions aérobies ou anaérobies, présentent un intérêt et une perspective des plus grands.

Le but de l’abrégé: examiner la méthode de traitement anaérobie des eaux usées pour en déterminer les avantages.

1. Purification biologique de l'eau: processus aérobies et anaérobies

Le traitement biologique implique la dégradation de la composante organique des eaux usées par des microorganismes (bactéries et protozoaires). A ce stade, la minéralisation des eaux usées se produit, l'élimination de l'azote organique et du phosphore, l'objectif principal étant de réduire la DBO5 (demande biochimique en oxygène pendant 5 jours, nécessaire à l'oxydation des composés organiques dans l'eau). Selon les normes en vigueur, la teneur en substances organiques de l’eau purifiée ne doit pas dépasser 10 mg / l.

Les organismes aérobies et anaérobies peuvent être utilisés en bioremédiation.

La dégradation des substances organiques par les microorganismes en conditions aérobies et anaérobies est réalisée avec différents bilans énergétiques de réactions totales. Considérez et comparez ces processus.

Avec la biooxydation aérobie du glucose, 59% de son énergie est dépensé pour la croissance de la biomasse et 41%, par la perte de chaleur. Cela est dû à la croissance active de microorganismes aérobies. Plus la concentration de substances organiques dans l'effluent traité est élevée, plus le chauffage est intense, plus le taux de croissance de la biomasse microbienne est élevé et plus l'accumulation de boues activées en excès.

Avec la dégradation anaérobie du glucose avec la formation de méthane, seulement 8% de l'énergie est dépensée pour la croissance de la biomasse, 3% sont des pertes de chaleur et 89% sont convertis en méthane. Les microorganismes anaérobies se développent lentement et nécessitent une concentration élevée de substrat.

La communauté microbienne aérobie est représentée par une variété de microorganismes, principalement des bactéries, qui oxydent différentes substances organiques dans la plupart des cas indépendamment les uns des autres, bien que l'oxydation de certaines substances soit réalisée par co-oxydation (cométabolisme). La communauté microbienne aérobie de systèmes à boues activées pour la purification aérobie de l'eau est représentée par une biodiversité exceptionnelle. Au cours des dernières années, la présence de bactéries appartenant aux genres Paracoccus, Caulobacter, Hyphomicrobium, Nitrobacter, Acinetobacter, Sphaerotilus, Aeromonas, Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium et Ibrahns est l’utilisation de nouvelles méthodes biologico-biologiques, notamment Corynebacterium, Microtrix, Nocardia, Rhodococcus, Bacillus, Clostridium, Lactobacillus, Staphylococcus. On pense cependant que pas plus de 5% des microorganismes impliqués dans le traitement aérobie de l'eau ont été identifiés à ce jour.

Il convient de noter que de nombreuses bactéries aérobies sont des anaérobies facultatives. Ils peuvent croître en l'absence d'oxygène aux dépens d'autres accepteurs d'électrons (respiration anaérobie) ou de fermentation (phosphorylation du substrat). Les produits de leur activité sont le dioxyde de carbone, l'hydrogène, les acides organiques et les alcools.

La dégradation anaérobie des substances organiques au cours de la méthanogénèse est un processus à plusieurs étapes dans lequel au moins quatre groupes de micro-organismes doivent être impliqués: hydrolytiques, fermenteurs, acétogènes et méthanogènes. Dans la communauté anaérobie entre microorganismes, il existe des relations proches et complexes qui présentent des analogies dans les organismes multicellulaires, car, en raison de la spécificité des méthanogènes vis-à-vis du substrat, leur développement est impossible sans une relation trophique avec les bactéries des stades précédents. À son tour, le méthane archaea, utilisant des substances produites par les anaérobies primaires, détermine le taux de réaction de ces bactéries. Methane archaea des genres Methanosarcina, Methanosaeta (Methanothrix), Methanomicrobium et d’autres jouent un rôle clé dans la dégradation anaérobie de substances organiques en méthane. En l'absence ou en l'absence de décomposition anaérobie, se termine au stade de la fermentation acide et acétogène, ce qui entraîne l'accumulation d'acides gras volatils, principalement de l'huile, de l'acide propionique et de l'acide acétique, abaisse le pH et arrête le processus.

L'avantage du traitement aérobie est la vitesse élevée et l'utilisation de substances en faibles concentrations. Les inconvénients significatifs, en particulier dans le traitement des eaux usées concentrées, sont la consommation d'énergie élevée pour l'aération et les problèmes liés au traitement et à l'élimination de grandes quantités de boues en excès. Le procédé aérobie est utilisé dans le traitement des eaux usées domestiques, ainsi que dans certaines eaux usées industrielles et porcines dont la DCO n’est pas supérieure à 2000. Éliminer ces carences des technologies aérobies peut être un traitement préalable anaérobie des eaux usées concentrées par digestion du méthane, qui ne nécessite pas d’énergie d’aération et est même associé à la formation de précieux vecteur d’énergie - méthane.

L'avantage du processus anaérobie est également une formation relativement mineure de biomasse microbienne. Les inconvénients comprennent l'impossibilité d'éliminer les polluants organiques en faibles concentrations. Mais pour le traitement en profondeur d'eaux usées concentrées, le traitement anaérobie doit être utilisé en association avec le stade aérobie subséquent (Fig. 1.).


Fig. 1. Comparaison des bilans matière et énergétique des méthodes de traitement des eaux usées aérobies et anaérobies.

Le choix de la technologie et les caractéristiques du traitement des eaux usées sont déterminés par le contenu de leur pollution organique.

2. Caractéristiques des processus anaérobies se produisant pendant le traitement biologique

Ainsi, la purification biochimique anaérobie (fermentation méthanique ou fermentation) est la minéralisation de matières organiques d’effluents industriels ou domestiques résultant de son oxydation avec l’aide de microorganismes anaérobies lors de l’utilisation de cette substance comme source alimentaire.

Les processus d'oxydation anaérobie se déroulent sans accès à l'oxygène moléculaire, tandis que les anions contenant de l'oxygène servent de source d'oxygène dans l'eau: etc. La méthode est basée sur la capacité de certains microorganismes à hydrolyser des composés organiques complexes au cours de leur vie, puis à utiliser des bactéries formant du méthane pour les convertir en méthane et en acide carbonique. A titre d'exemple, nous pouvons donner deux diagrammes possibles des processus de fermentation du glucose:

La décomposition biologique de composés organiques complexes se déroule en plusieurs phases, l'une après l'autre, à la suite d'une exposition à divers groupes de bactéries. A cette époque, divers produits intermédiaires sont constamment formés et décomposés. Très grand, vous pouvez sélectionner quatre étapes principales (Fig. 2).