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Dysfonctionnements biologiques des stations d’épuration
Origines et solutions
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FICHE TECHNIQUE 2 – OUTILS DE SUIVI ET DE DIAGNOSTIC
CHARGE MASSIQUE
Un réacteur à boue activée est caractérisé par le paramètre charge massique (Cm) qui fixe les performances
de l’installation, les productions de boue et le niveau de stabilisation de la boue.
La charge volumique (Cv)1 qui correspond à la quantité de nourriture (DBO5 ou de DCO) reçue par jour et
par m3 de bassin est une conséquence du paramètre Cm et correspond à une notion de temps de séjour dans
les ouvrages.
La charge massique est couramment décrite comme étant le rapport entre la nourriture et la masse de micro-
organismes disponibles pour la consommer (ratio F/M = Food/Micro-organisms) pour une période donnée
(24 heures). La charge massique (Cm) représente donc la quantité de DBO5 ou de DCO à traiter rapportée
au kilo de MVS et par jour.
DBO
5 (kg.j-1)
Cm =
MVS (kg)
On considère que les MVS sont représentatives de la biomasse active présente dans le système. Ce postulat
est approximatif car les MVS mesurées sont en partie des bactéries, et en partie de la matière organique non
vivante (proportion faible). En dehors du dimensionnement, ce paramètre doit être vérifié en exploitation et
réajusté si nécessaire en adaptant la concentration en biomasse à la charge polluante entrante.
La masse totale des boues activées qu’il faut prendre en compte dans le calcul est celle du système, c’est-à-
dire bassins biologiques et clarificateurs. Comme logiquement la masse de boues dans le clarificateur doit
être nulle ou quasiment (voile de boue bas), la biomasse du clarificateur est très souvent négligée. Le calcul
est alors fait uniquement sur le contenu du bassin d’aération (ou des bassins biologiques lorsqu’il y a plusieurs
ouvrages comme par exemple une succession bassin anaérobie, anoxie, voire zone de contact). Cette
approximation n’est plus vraie lorsque la décantation est altérée, et que des boues s’accumulent dans le(s)
clarificateur(s). Il convient alors de prendre en compte cette biomasse, puisqu’elle recevra sa part de nourri-
ture dans la période des 24 heures. Pour estimer la masse de MVS contenue dans le clarificateur, voir fiche
technique 2 « Outils de suivi et de diagnostic, p. 74 ».
À noter que la charge massique doit être représentative du réacteur biologique concerné. C’est ainsi que la
charge massique d’un bassin alimenté par une eau décantée (cas d’une station avec décantation primaire)
doit être calculée avec la charge polluante apportée par l’eau décantée et non l’eau brute.
La concentration en matière active (MVS) est fixée au départ dans le réacteur biologique compte tenu des
limites du clarificateur.
Les paramètres Cv1, Cm et concentration en MVS sont liés par la relation suivante :
Cv
Cm
Toujours en partant de l’hypothèse d’un clarificateur vide de boues, la concentration en MVS obtenue, corres-
pond à celle qui doit être maintenue.
La charge massique est naturellement liée à l’âge des boues2 puisque la masse totale de boues présente
dans le système conditionne leur âge. Ainsi à une faible charge massique est associé un âge de boues
élevé (12-18 jours), et inversement, une forte charge est associée à un âge de boues très faible (2-4 jours)
(cf. tableau 1).
1 DBO5 (kg.j-1) 2 1
Cv = ; Âge de la boue =
V(m3) Cm x PSB [ PSB = Production spécifique de la boue]
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Objectif : cette fi che technique détaille quatre notions fondamentales en aération prolongée : la
Objectif : cette fi che technique détaille quatre notions fondamentales en aération prolongée : la
charge massique, l’estimation et l’interprétation de l’indice de boue, le calcul et l’utilisation de la
charge massique, l’estimation et l’interprétation de l’indice de boue, le calcul et l’utilisation de la
vitesse ascensionnelle dans le clarifi cateur et l’évaluation du temps de séjour de la boue dans le
vitesse ascensionnelle dans le clarifi cateur et l’évaluation du temps de séjour de la boue dans le
clarifi cateur.
= [MVS] (kg.m-3) ou g.L-1