CHAPITRE 4 SYNTHÈSE 57
4.3 Synthèse 60
4.3.1 Utilisation de l’ATP comme indicateur de foisonnement filamenteux 61
Figure 4.2: Flocs de boues activées et bactéries filamenteuses (abondance de 4) à l’usine étudiée (100X)
L’Article 2 rapporte les caractéristiques des boues activées observées pendant la période d’étude et indique la forte présence de bactéries filamenteuses dans le système, avec une abondance moyenne de 4 sur 6. La Figure 4.2 illustre cette abondance moyenne tout au long de l’étude. Il y est également souligné que la présence de substrat rapidement biodégradable tel que des AGV pourrait être à la source du foisonnement filamenteux dans le PBA étudié. En effet, la présence des bactéries filamenteuses Thiothrix I et II, Type 1701, Type 1863, Type 1851, Haliscomenobacter hydrossis et Nostocoida limicola I est généralement associée à des effluents contenant des substrats rapidement biodégradables. La dominance des flagellés parmi les organismes supérieurs est également signe de cette composition. D’autres facteurs comme les conditions d’OD bas pourraient aussi aider à maintenir une forte présence de filamenteuses dans les boues activées. Ces indices ont mené à l’identification d’une source potentielle de substrats rapidement biodégradables, plus spécifiquement, d’AGV : l’accumulateur d’eau blanche.
Figure 4.3: Débordement d’eau blanche à l’accumulateur, DBO à l’effluent primaire et TSUO dans le bassin d’aération (lissés avec une moyenne mobile de 10 jours)
Comme son nom l’indique, il accumule des eaux blanches riches provenant d’une des MP pendant des conditions d’opération normales et les recircule ailleurs dans le circuit d’eaux blanches lors de casses ou du démarrage des MP. Il agit en tant que réservoir tampon et est anaérobie et non mélangé. La destination ultime de l’eau blanche dans le circuit de l’usine est en fait l’accumulateur d’eau blanche et les débordements vers les égouts sont fréquents. Des concentrations d’AGV jusqu’à 200 mg/L d’acide acétique ont été mesurées dans ces eaux blanches. La Figure 4.3 montre ces débordements d’eau blanche et leur impact sur la charge de DBO à l’effluent primaire et sur le TSUO dans le bassin d’aération.
Cette figure montre que les liens entre les débordements d’eau blanche et la charge organique à l’effluent primaire ou le TSUO ne sont pas évidents, ce qui complique la tâche des opérateurs à surveiller les problèmes de foisonnement qui pourraient être associés à ces augmentations subites
Figure 4.4: Comparaison en temps réel de l’IVBA, du compte de filaments et du fbATP spécifique (lissés avec une moyenne mobile de 10 jours), avec débordements d’eau blanche
en substrat rapidement biodégradable. La même constatation peut être faite avec la relation entre la DBO et le TSUO : chaque débordement n’a pas nécessairement donné lieu à une augmentation de la charge organique à l’effluent primaire et à une augmentation subséquente du TSUO.
La Figure 4.4 permet d’identifier trois évènements de foisonnement, tels que décrits par l’IVBA (E1ivba, E2ivba et E3ivba), et quatre évènements si l’on se fie aux courbes du compte de filaments
(E1fc, E2fc, E3fc et E4fc) et du fbATP (E1fb, E2fb, E3fb et E4fb).
Une analyse des Figures 4.3 et 4.4, aidée des connaissances sur l’opération acquises à l’usine, permet de tirer des conclusions sur l’utilité et l’efficacité des observations microscopiques et du fbATP spécifique à prédire des évènements de foisonnement filamenteux. Pour les comptes de filaments observés, une augmentation de l’occurrence de bactéries filamenteuses corrèle bien avec une détérioration de la décantabilité, ce qui confirme la présence de bactéries filamenteuses
durant les évènements de foisonnement. Le compte de filaments apporte de l’information intéressante à l’analyse et à l’interprétation des évènements de foisonnement, mais dans cette étude culmine trop souvent en même temps que l’IVBA pour aider au contrôle durable de ce problème. Pour chaque évènement d’IVBA, un évènement de fbATP spécifique correspondant est observé, avec un certain délai. Ce délai est équivalent à un signal d’alerte de 1 à 1,5 âges de boues, soit de 10 à 20 jours à l’usine étudiée. Il semble donc que le fbATP puisse prédire le début du foisonnement filamenteux avant que des mesures conventionnelles telles que l’IVBA et des observations microscopiques (le compte de filaments) en soient capables.
Un délai est aussi observé entre les évènements de fbATP spécifique et du compte de filaments. Des expériences menées par Beccari et al. (1998) ont montré que le stockage (de préférence par les filamenteuses) était le mécanisme principal d’enlèvement lorsqu’une culture mixte dominée par les filamenteuses était opposée à des conditions d’alternance entre l’absence et l’excès de substrat rapidement biodégradable. Les auteurs concluent que la sélection des bactéries filamenteuses dans ces boues foisonnantes pourrait être liée à leur forte capacité de stockage [57]. Cette même phase de stockage interne est rapportée par Pernelle et al. (1998) pour des espèces Thiothrix; un délai de quelques jours avait été observé entre chacune des surcharges de substrat et le déclenchement du foisonnement filamenteux [59]. Les pics de fbATP spécifique peuvent être une indication d’un état de repos pendant lequel le substrat rapidement biodégradable est stocké et l’ATP produit et accumulé [105, 106]. Après que le substrat ait été stocké, une réponse de croissance correspondante est observée à l’aide du compte de filaments.
La lancée du foisonnement filamenteux peut être déclenchée par un seul facteur, dans ce cas le débordement d’eau blanche, mais il est plus probable qu’une série de stress successifs ou simultanés mène aux plus importants évènements. Il a été reconnu en fait que des stress successifs pourraient mener à ce qu’un évènement de foisonnement soit perçu comme soudain, alors qu’il était latent [171]. Par exemple, des mises en arrêt des MP et une grande variabilité dans les concentrations en N et P ont été répertoriées à l’usine. La dynamique dans les concentrations en N et P peut mener à des carences temporelles ou spatiales temporaires qui pourraient avoir une incidence sur la décantabilité des boues. Cette variabilité dans les concentrations en nutriments peut être reliée au fait que des variations dans les charges de DBO alimentées au traitement secondaire provoquent des changements de F/M à court terme et donc des carences transitoires en N et en P. Celles-ci peuvent alors permettre à d’autres espèces
filamenteuses opportunistes de s’installer dans les boues activées. Le fait de devoir traiter avec autant de sources potentielles qui peuvent être à l’origine du foisonnement souligne l’importance de pouvoir compter sur un signal d’alerte pouvant identifier le début du problème, tel que le fbATP.