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RÉSUMÉ
Après un exposé des enjeux pour la modélisation des bioprocédés, cet article présente les concepts et les méthodologies existants pour fractionner la matière organique en classes de biodégradabilité (techniques physicochimiques et biologiques). Il fournit un exemple des valeurs standard de fractionnement et rassemble les principaux éléments de comparaison et de divergence des méthodes. Les éléments permettant de guider le choix de la méthode à utiliser, ainsi que les méthodologies expérimentales complémentaires permettant de mieux comprendre les processus se déroulant dans les bioprocédés, sont ensuite proposés.
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les procédés biologiques sont largement utilisés pour le traitement des déchets liquides et solides contenant une fraction importante de matières biodégradables. Pour les optimiser, ils sont souvent étudiés à partir des outils de modélisation, dont l’utilisation implique de compartimenter la matière organique en plusieurs fractions plus ou moins rapidement dégradables par les bactéries. Ce fractionnement nécessite l’utilisation de méthodes expérimentales spécifiques, encore aujourd’hui mal décrites et dont les différences ne sont pas toujours bien identifiées. L’application systématique d’un protocole de fractionnement de la matière organique en classes de biodégradabilité est pourtant indispensable pour simuler les processus et optimiser les bioprocédés.
Cet article présente les concepts et méthodologies de fractionnement de la matière organique existants et propose un retour d’expérience ainsi que des éléments de choix des méthodes pour l’utilisation par l’ingénieur.
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2. Méthodologies de fractionnement de la matière organique
Le fractionnement de la matière organique peut être réalisé suivant un critère physique, suivant un critère de biodégradabilité, ou une combinaison des deux.
Le présent paragraphe décrit les principes des différentes méthodes, en mentionnant les points clés à respecter pour chacune. Les valeurs « types », le retour d’expérience et l’aide au choix de la méthode de fractionnement font l’objet du paragraphe 3.
2.1 Méthodes physico-chimiques
Les méthodes physico-chimiques conventionnelles consistent à mesurer l’une des teneurs en matière organique présentées au paragraphe 1.2 (DCO, COT) dans des échantillons obtenus après application d’une technique de séparation des phases dissoute/particulaire. Elles visent à déterminer la somme Ss + Si et la somme Xs + Xi. Puis, par application de ce type de méthodes aux eaux d’entrée et de sortie de station d’épuration, Ss est déduit, supposant Si égal à 90 % de la DCO dissoute de l’eau résiduaire traitée de sortie de station d’épuration.
Simples à mettre en œuvre, ces méthodologies reposent sur des hypothèses liant la taille des molécules organiques à leur caractère...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - STRICKER (A.E.), VIGNES (L.), CHOUBERT (J.M.) - Contribution of chemical precipitates to the volatile suspended solids fraction of activated sludge - 77th annual technical exhibition and conference, New Orleans, USA, 2-6 october 2004, vol., pp. 20 (2004).
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(2) - DUCHENE (P.), DERLET (N.) - Carbone et azote réfractaires à l’épuration biologique - Vers de futures analyses normalisées, Informations techniques du Cemagref, vol. n.d., pp. 8 (1994).
-
(3) - HENZE (M.), GRADY (C.P.L.), GUJER (W.), MARAIS (G.V.R.), MATSUO (T.) - Activated sludge model n° 1 - Scientific and Technical Report N° 1, IAWPRC, London (U.K.) p. (1987).
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(4) - GILLOT (S.), CHOUBERT (J.M.), RACAULT (Y.), HEDUIT (A.) - État de l'art de la modélisation du traitement biologique des eaux résiduaires - Tribune de l'eau, vol. 59 (640), pp. 35-46 (2007).
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(5) - CHOUBERT (J.M.), STRICKER (A.E.), MARQUOT (A.), RACAULT (Y.), GILLOT (S.), HEDUIT (A.) - Updated activated sludge model n° 1 parameter values for improved prediction of nitrogen removal in activated sludge processes : validation...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Détermination de la demande biochimique en oxygène après n jours (DBOn), 23 p. - AFNOR NF EN 1899-1 - 1999
-
Détermination de la demande chimique en oxygène (DCO), 8 p. - AFNOR NF T90-101 - 2001
-
Lignes directrices pour le dosage du carbone organique totale (TOC) et carbone organique dissous (COD), 16 p. - AFNOR NF EN 1484 - 1997
-
Évaluation en milieu aqueux de la biodégradabilité aérobie « ultime » des composés organiques – Méthode par analyse du carbone organique dissous (COD). - ISO 7827 - 1996
-
Évaluation en milieu aqueux de la biodégradabilité aérobie ultime des composés organiques par détermination de la demande en oxygène dans un respiromètre fermé. - ISO 9408 - 1999
-
Évaluation en milieu aqueux de la biodégradabilité aérobie ultime des composés organiques – Détermination de la demande biochimique en oxygène en fiole fermée à deux phases. - ISO 10708 - 1997
-
...
ANNEXES
Directive européenne 91/271/CEE relative aux traitements des eaux résiduaires urbaines, Journal Officiel de la Communauté Européenne, https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/?uri=LEGISSUM%3Al28008 (le 18 décembre 2008), 1991.
Décret d’application 94-469 du 3 juin 1994 relatif à la collecte et au traitement des eaux usées mentionnées aux articles L 372-1-1 et L 371-3 du code des communes, ENVE9420024D. 7 p. http://www.legifrance.fr (le 18 décembre 2008), (1994).
Arrêté du 22 juin 2007 relatif à la collecte, au transport et au traitement des eaux usées des agglomérations d’assainissement ainsi qu’à la surveillance de leur fonctionnement et de leur efficacité, et aux dispositifs d’assainissement non collectif recevant une charge brute de pollution organique supérieure à 1,2 kg/j de DBO5, DEVO0754085A. 25 p. http://www.legifrance.fr (le 18 décembre 2008), 2007.
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