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Auteur(s)
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Jean-Claude BOEGLIN : Ingénieur chimiste, docteur ès Sciences - Président d’honneur de l’Institut de recherches hydrologiques (IRH) Environnement Nancy - Conseiller Scientifique de l’Institut de promotion industrielle (IPI) Environnement Industriel Colmar
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Lire l’articleINTRODUCTION
L‘élimination de la pollution organique carbonée et azotée (sous forme colloïdale ou en solution), lorsqu’elle présente une biodégradabilité satisfaisante, est essentiellement le fait des procédés biologiques d’épuration. Ils constituent le mode de traitement le plus utilisé des eaux résiduaires urbaines et de bon nombre d’eaux résiduaires industrielles, en raison de leur efficacité et de leur rusticité.
Communément appelés traitements secondaires, les procédés biologiques sont généralement mis en œuvre dans une chaîne de traitement d’eaux rési-duaires. Ils se situent à l’aval, d’une part, des prétraitements assurant la séparation des matières volumineuses denses (déchets, graviers, sables) et gênantes (huiles, graisses…) et, d’autre part, des traitements de décantation primaire ou physico-chimiques dont l’objet est d’assurer l’élimination partielle, voire totale, de la pollution particulaire et, si nécessaire, de celle qui possède un caractère toxique.
Notons également que dans certains cas, l’épuration biologique peut avoir pour but d’affiner la qualité de l’eau dans le cadre d’un traitement de finition ou tertiaire qui porte sur la réduction de la pollution résiduelle aussi bien carbonée qu’azotée.
Le présent article procède :
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à un rappel sommaire des principes fondamentaux de l’épuration biologique et plus précisément des mécanismes réactionnels intervenant dans la métabolisation des matières organiques en milieu aérobie et anaérobie ;
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à la description des différentes technologies de traitement assurant la dégradation par voie bactérienne de la pollution carbonée et azotée en situant les critères de dimensionnement, les performances épuratoires pouvant être obtenues et les domaines d’applications industrielles.
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5. Traitements d’élimination de la pollution azotée
5.1 Nuisances de l’azote
L’élimination de l’azote est de plus en plus exigée en particulier pour les rejets en zones sensibles pour limiter :
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les effets néfastes et indésirables sur le milieu naturel :
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diminuer la demande en oxygène (l’oxydation de 1 mg NH4 + nécessite 4,57 mg d’O2) et la toxicité de l’ammoniaque vis-à-vis de certains poissons,
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éviter l’eutrophisation des lacs et des cours d’eau à débit assez lent, c’est-à-dire le développement et la croissance surabondante d’algues par suite d’un apport excessif d’azote ;
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les inconvénients majeurs dans l’utilisation de l’eau pour la production d’eau potable, dans le cas de concentrations trop importantes en ammoniaque et en nitrates.
Ce sont aujourd’hui les procédés biologiques aérobies qui s’avèrent les plus compétitifs et les mieux adaptés au traitement de l’azote des effluents urbains et industriels, en raison de leur facilité de mise en œuvre, de leur coût modéré et de la possibilité de combiner l’élimination des pollutions carbonées et azotées.
Nous rappellerons que dans le métabolisme de l’azote 1.2.2, on considère que l’élimination par voie biologique de la pollution azotée s’opère selon un mécanisme réactionnel en trois étapes:
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l’assimilation : utilisation d’une partie de l’azote ammoniacal et éventuellement organique pour la synthèse bactérienne ;
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la nitrification : oxydation de l’azote ammoniacal en nitrite puis en nitrate après transformation de l’azote organique en azote ammoniacal (ammonification) ;
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la dénitrification : réduction dissimilative des nitrates en azote gazeux qui retourne ainsi sous sa forme primitive dans l’atmosphère.
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