Dans beaucoup Traitement des eaux usées municipales Les plantes, le transfert du clarifiant secondaire est encore régulièrement blâmé MLSS étant « trop haut » ou « trop bas ».
En réalité, le MLSS ne nous le dit que combien de boue est présente — pas si cette boue peut vraiment se déposer.
Ce qui détermine finalement la performance du clarifiateur secondaire est Structure de FLOC :
sa compacité, sa répartition des tailles, son intégrité et sa résistance aux contraintes hydrauliques et biologiques.
Les flòcs bien structurés peuvent se déposer efficacement même à un MLSS élevé, tandis que des flocs mal formés échappent au clarifiateur même lorsque le MLSS reste dans la soi-disant « plage normale ».
Pourquoi le MLSS seul est un indicateur trompeur
Le MLSS reflète la concentration totale de solides en suspension, mais c’est le cas non Décrivez :
- Densité de flocs
- Contenu en EPS (substances polymériques extracellulaires)
- Résistance à la cohésion microbienne
- Résistance aux forces de cisaillement et de flottaison
C’est pourquoi les plantes ressentent souvent :
- Transfert de boue
- Des solides « semblables à la neige » dans les effluents
- Ascendance SS ou turbidité
- Boue qui monte ou roule dans le clarifiateur
sans aucune excursion évidente en MLSS.
Structure de Floc : la véritable variable de contrôle
D’un point de vue physique, la clarification secondaire ne réussit que lorsque les floques présentent :
- Suffisant Densité effective
- Adéquat taille des particules (>100–150 μm)
- Cellules de liaison stables à la matrice EPS et inorganiques
- Faible susceptibilité au cisaillement, à l’attachement de gaz et à la fragmentation
Une fois que l’architecture floc s’effondre, la séparation gravitationnelle échoue — quel que soit le MLSS.
Facteurs clés qui détruisent la structure des flocs
1. Faible charge organique prolongée (conditions de famine prolongée)
Dans des conditions prolongées de faible fréquence/sommeil, les micro-organismes passent à la respiration endogène. Durant cette phase, la production de BPA diminue tandis que les matériaux liants existants sont progressivement dégradés. Les flocs deviennent creux, fragiles et sujets à la casserie.
Lorsque le taux de fréquence/sourire chute trop longtemps (par exemple <0,05 kg de cadence corporelle/kg MLSS·d) :
- Les micro-organismes entrent dans la respiration endogène
- La production du BPA décline
- Floc « squelettes » creusés
- Les particules deviennent fragiles et facilement fragmentables
Résultat : des flocs légers et duveteux qui refusent de se stabiliser.
Dans les centrales fonctionnant sous une résistance influente chroniquement faible, les opérateurs comptent parfois sur Dosage PAC pour récupérer la performance de décantation. Bien que la PAC puisse temporairement réagréger des particules fines par neutralisation de charge et adsorption, elle ne peut pas remplacer la production biologique de l’EPS. Sans restauration suffisante de la charge du substrat, l’amélioration chimique reste de courte durée.
2. Curges toxiques ou inhibiteurs influents
Même de faibles concentrations de toxines industrielles telles que les métaux lourds ou les composés phénoliques peuvent supprimer partiellement l’activité microbienne. Les couches externes des flocs sont souvent les premières à se désintégrer, libérant des solides fins dans le mélange de liquide.
Même une exposition de faible intensité à :
- Métaux lourds
- Phénols
- Cyanures
- Certains organiques industriels
Peut-on :
- Inhiber le métabolisme microbien
- Éliminer la biomasse périphérique
- Cause de la désintégration partielle des flocs
Les symptômes typiques incluent :
- Boue grisâtre ou pâle
- Augmentation soudaine des particules fines
- Turbidité persistante de l’effluent
Dans ces situations, les opérateurs peuvent observer des boues pâles ou grises, une brume persistante d’effluents et une mauvaise clarification qui ne répond pas aux ajustements MLSS. Des coagulants tels que Sels ferriques ou PAC peut aider à capturer les solides fragmentés, mais la récupération est nettement plus rapide lorsque le pH et l’alcalinité sont stabilisés — souvent avec Bicarbonate de sodium dans les systèmes sensibles à la perte d’alcalinité induite par la nitrification.
3. Aération excessive et contraintes de cisaillement
La suraération introduit à la fois un stress mécanique et biochimique. De fortes forces de cisaillement déchirent physiquement les floques, tandis qu’un oxygène dissous élevé accélère l’oxydation du EPS. Les particules résultantes sont plus légères, plus petites et moins stabilisables.
Un DO élevé (>4 mg/L) et un mélange agressif introduisent un double impact :
- Cisaillement mécanique casse physiquement les floculations
- Oxydation accélérée dégrade la stabilité du EPS
Le résultat est des fragments filamenteux, ressemblant à des nouilles, qui Perdez une masse de décantation effective dans le clarifiateur.
Dans les systèmes à cisaillement élevé, les opérateurs remarquent souvent que l’alun devient moins efficace, tandis que PAC à haute basicité Produit des floques plus denses et plus résistants. Dans certains cas, à faible dose PAM cationique est utilisé pour renforcer les liaisons inter-particules, bien qu’un contrôle attentif soit nécessaire pour éviter les surdosages et la restabilisation.
4. Conditions de pH extrêmes
La cohésion de Floc est très sensible au pH. Lorsque le pH descend en dessous de 6 ou au-dessus de 9, les polymères EPS portent des charges similaires, augmentant la répulsion électrostatique et affaiblissant l’intégrité des flocs. Les systèmes à faible alcalinité sont particulièrement vulnérables lors de la nitrification, où des chutes de pH rapides peuvent déstabiliser les floques en quelques heures.
Lorsque le pH influent dérive hors de la plage biologique optimale (≈6,5–8,5) :
- Les polymères EPS acquièrent des charges similaires
- La répulsion électrostatique augmente
- Les parois cellulaires et les matrices de liaison s’affaiblissent
Les flocs se déroulent en débris fins et lents qui échappent à la clarification.
Maintenir l’alcalinité avec Bicarbonate de sodium offre un tampon sans dépassement agressif du pH, tandis que Souda est parfois appliqué là où une correction plus forte est requise. Des conditions de pH stables permettent la formation biologique de flocs de se rétablir naturellement, réduisant ainsi la dépendance à la clarification chimique d’urgence.
5. Ère excessive des boues (SRT surétendu)
L’âge des boues surdéployées conduit au vieillissement de la biomasse et à l’hydrolyse du spe de fibres (EPS). Bien que les boues vieillies puissent initialement sembler denses, elles deviennent cassantes et se fragmentent facilement sous hydraulique clarifiant. Cela entraîne souvent un report intermittent qui s’aggrave lors des fluctuations de flux.
Un âge de boue trop long conduit à :
- Vieillissement de la biomasse et réduction de l’activité
- Hydrolyse du EPS
- Fragilité accrue
Les vieilles boues peuvent se déposer rapidement au début, mais se fragmentent facilement sous une légère perturbation hydraulique — provoquant un transfert en aval.
Une amélioration à court terme peut être obtenue par l’ajout de coagulant, mais une récupération durable dépend de l’ajustement des taux de décharge des boues pour rétablir un âge approprié des boues. Le traitement chimique, dans ce contexte, sert de stabilisateur plutôt que de solution primaire.
6. Rapport SS inorganique élevé / faible rapport MLVSS
Lorsque l’influent contient un excès de solides inorganiques en suspension, la fraction active de biomasse diminue. La « colle » biologique qui maintient les particules ensemble devient insuffisante, entraînant des floques faibles et non cohésifs.
Lorsque l’influent contient des solides inertes excessifs :
- Diminution de la fraction active de biomasse
- La capacité de liaison organique s’affaiblit
- Les floques deviennent riches en minéraux mais sont peu cohésifs
Cela produit souvent Petites particules denses mais non cohésives qui s’échappent avec le flux d’effluents.
Dans de tels cas, PAC ou coagulants à base de ferriques sont particulièrement efficaces car elles lient les fines inorganiques et augmentent la densité globale de flocs. Des coagulants correctement sélectionnés réduisent significativement le SS d’effluent causé par le transfert dominé par les minéraux.
Symptômes typiques de la défaillance du clarifiateur actionné par l’éponge
| Observation | Signal de cause fondamentale |
|---|---|
| Eau de débouchée ou brume d’effluents | Fragmentation de Floc |
| SV30 élevé mais MLSS normal | Mauvaise cohésion des flocs |
| Boues flottantes ou roulantes | Attachement de gaz + structure faible |
| Microscope : bords cassés | Dégradation du BPA |
| SVI en hausse de manière imprévisible | Instabilité structurelle |
Comment diagnostiquer le vrai problème
Au lieu de ne réagir qu’au MLSS, priorisez :
- Tendances SVI et SV30 , pas des valeurs à point unique
- Morphologie microscopique des flocs (compact vs. diffus)
- Ratio MLVSS/MLSS
- Profils DO et intensité de cisaillement
- Dépistage de toxicité influente
- Stabilité du pH et tampon d’alcalinité
Focus opérationnel : fixer la structure, pas le chiffre
Les actions correctives efficaces incluent généralement :
- Rétablissement de la charge organique appropriée
- Réduction de l’intensité d’aération inutile
- Ajustement de la dévaillement des boues pour éviter le survieillissement
- Stabilisation du pH influent et de l’alcalinité
- Identifier et isoler les sources influentes toxiques
- Utilisation à court terme des coagulants (par exemple PAC) comme aide structurelle , pas un substitut à la santé biologique
Conclusion à retenir
Le report du clarifiateur secondaire est rarement un problème simple de MLSS .
C’est presque toujours un Problème de structure de FLOC déguisé en problème de concentration .
Des plantes qui détournent leur attention de « Combien de boue avons-nous ? »
à « Quel genre de structure de boue produisons-nous réellement ? »
Résoudra les pannes des clarifiateurs plus rapidement — et avec moins de réparations chimiques ou hydrauliques réactives.