sciences et techniques - Siaap, la cité de l'eau et de l'assainissement

• Les procédés de traitements biologiques
Les procédés biologiques peuvent être regroupés en deux classes : naturels et artificiels.
- Les procédés biologiques naturels reposent sur une épuration par le sol, associée parfois à de
la végétation (épandage sur le sol, bassin de lagunage, filtres plantés de roseaux). Ces techniques
extensives sont peu utilisées en France sur des ouvrages de grande capacité, du fait notamment
des surfaces importantes qu’elles nécessitent. Ces procédés biologiques naturels ne sont pas mis
en œuvre par le SIAAP et ne sont donc pas développés dans ce livret.
- Afin de parfaire l’épuration biologique, d’accélérer les processus et de réduire l’emprise foncière, des
procédés biologiques artificiels ont été développés. Ils peuvent être classés en deux grandes catégories
en fonction du mode de culture des bactéries, celles-ci peuvent libres ou fixées sur un support.
Pour aller plus loin :
HISTOIRE
> L’expérimentation de l’épandage agricole
au XIX e siècle et le choix de l’épuration biologique
Relation entre la charge entrante et l’épuration biologique
Pour un réacteur biologique donné, la population bactérienne présente dépend de la quantité de
pollution carbonée introduite par jour.
• Si on introduit beaucoup de pollution carbonée, on produit beaucoup de boues en excès ; il faut
alors les extraire chaque jour. Seules les bactéries hétérotrophes ont le temps de se reproduire
et elles n’éliminent que la pollution carbonée.
• Si on introduit peu de pollution carbonée par jour, on produit peu de boues en excès ; cellesci
vont donc rester longtemps dans le bassin (l’âge des boues augmente). Les bactéries
autotrophes, dont le temps de régénération est plus long que celui des hétérotrophes, ont le
temps de se reproduire, permettant ainsi d’éliminer l’azote.
Selon les cas, les ouvrages biologiques peuvent présenter une seule zone (aérée, permettant
l’élimination de la seule DBO5) ou plusieurs zones (aérée, anoxique, voire anaérobie, pour éliminer
aussi azote et phosphore).
1/ CULTURES LIBRES
Le principe d’une culture libre repose sur la constatation suivante : une eau résiduaire dans laquelle on
fait passer de l’air voit apparaître une flore bactérienne qui, progressivement se développe au détriment
des matières organiques polluantes. Dans des conditions idéales d’aération, ces micro-organismes se
multiplient, secrètent des exopolymères et s’agglomèrent en petits flocons qui se déposent lorsqu’on
arrête l’aération ; cette masse est appelée “floc bactérien” (figure 16). Cette
structure est capable d’absorber et de stocker les particules non directement
assimilables, puis par l’attaque d’enzymes bactériens de les couper en morceaux
de plus en plus petits jusqu’à l’obtention d’un substrat assimilable par la bactérie.
Progressivement, des protozoaires puis des métazoaires s’intègrent dans les flocs.
Cette structure présente un second avantage : la biomasse ainsi regroupée sur des
flocons est suffisamment dense et lourde pour décanter naturellement.
Figure 16 : Floc bactérien
(Boue activée observée au microscope optique à contraste de phase (x 200))
Liquide interstitiel (eau en cours
d’épuration entre les flocs)
© SIAAP
Floc sain
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SCIENCES ET TECHNIQUES / COLLÈGE ET LYCÉE