Les flocs biologiques : caracteristiques et dvolution

Reyue tranqaise des SCIEilCES DE I'EAU,2 [|983] 4l-52

Les flocs biologiques : caracteristiques et dvolution

A c t i v a t e d s l u d g e f l o c s : caracteristics a n d e v o l u t i o n

I , 1 . 0 . D E V L O O * , C . D R A K I D E S * , R . B E N A I I l * *

R e s u m e

C e t t e e t u d e p o r t e s u r I e s c a n a c t 6 r i s t i q u e s d e s f t o c s b i o L o g i q u e s d 6 v e - L o p p 6 s d a n s u n e u n i t 6 d b o u e s a c t j v 6 e s . I t s ' a g j t e s s e n t i e [ l e m e n t d e s c a r a c t 6 r i s t i q u e s d i m e n s i o n n e t L e s ( t a i L L e - f o r m e - s t r u c t u r e ) n e s u r 6 e s a u m i c r o s c o p e -

L e s 1 6 s u I t a t s o b t e n u s m o n t r e n t q u e I a f o n m e , L a t a i L L e e t t a s t r u c t u r e d e s f I o c s d 6 p e n d e n t d e L ' 6 g e d e s b o u e s e t d e s c o n d i t i o n s d ' a g i t a t i o n . C b s p a r a m d t r e s i n t e r v i e n n e n t d j r e c t e m e n t s u r I e r e n d e m e n t g L o b a I d e [ ' i n s t a I L a t i o n ( M E S ) m a i s n o n s u r L ' 6 t j m j n a t i o n d u c a r b o n e o r g a n i q u e ( C 0 F ) - C e c i I a i s s e r a i t s u o p o s e r q u e I e s v a r i a t i o n s d e s d i m e n s i o n s e x t e r n e s e t d e I a s t r u c t u n e i n t e r n e ( d e s e n s o p p o s 6 s ) s e c o m p e n s e n t .

S u m m a r v

T h e s h a p e , s t r . u c t u r e a n d s o m e m o r e p h y s i c o c h e m j c a I c h a r a c t e r i s t i c s o f a c t i v a t e d s t u d g e f L o c s g r o w n i n a I a b o r a t o r y p i l - o t p l - a n t h a v e b e e n f o L L o w e d u s i n g I i g h t m i c r o s c o p y b L u e A l c i a n a d s o r p t i o n c a p a c i t y a n d r e I a t i v e d e n s i t y .

R e s u t t s i n d i c a t e t h a t s h a p e , s i z e a n d s t r u c t u r e o f f I o c s d e p e n d u p o n s t u d g e a g e a n d m i x i n g c o n d i t i o n s . T h e s e c h a r a c t e r i s t i c s a f f e c t t h e g t o b a I e p u r a t i o n r a t e t h r o u g h M . L . S . S . c o n c e n t r a t j o n c o n t r o I i n t h e e f f L u e n t , b u t n o t t h e s o l u b t e c a r b o n e t i m i n a t . i o n - I t h a s b e e n s u g g e s - t e d t h a t t h e v a r i a t i o n s o f f t o c s i z e a n d i n t e r n a I s t r u c t u r e n e u t r a -

I i z e e a c h o t h e r - .

I NTRODUCT I ON

n : h c ^ 6 + r r r r l i 1 n o u s n o u s p r o p o s o n s d r 6 t u d i e r l e s c a r a c t 6 r i s t i q u e s

d e s f l o c s b i o l o q i q u e s d 6 v e l o p p 6 s d a n s u n e u n i t 6 d b o u e s a c t i v 6 e s . U n e

L a b o r a t o i r e d e G 6 n i e C h i m i o u e A p p l l q u 6 a u x E i n l e c h n c J n g i e s U . S . T . L . - 3 4 0 6 0 t 1 0 N T P E L L I E R C 6 d e x .

L F . T . S . L e B a r a i l - B R A X - 4 7 3 1 0 L A P L U f { E

S c i e n c e s d e L ' e a u 2 , n o 7

6 t u d e b i b l i o g r a p h i q u e r e l a t i v e d c e s u j e t ( D E V L C O , d paraitre) n e t e n 6 v i d e n c e 1 a d i v e r s i t 6 d e s t e c h n i q u e s d e c a r a c t 6 r i s a t i o n d e s f 1 o c s . N o u s a v o n s c h o i s i d e s m 6 t h o d e s s i m p l e s e t r a p i d e s e t n o u s a v o n s 6 t u d i 6 p l u s p r 6 c j - s 6 m e n t f e s c a r a c t 6 r i s t i q u e s d i m e n s i o n n e f f e s d e s f 1 o c s .

D a n s u n e p r e m i d r e a p p r o c h e , n o u s a v o n s e s s a y 6 d e r e l i e r f e s d i m e n - s i o n s e x t e r n e s d e s p a r t i c u l e s d e f l o c e t l e r e n d e m e n t g l o b a l d e 1 ' 6 p u - r a t i o n ( D E V L o o et aL. r 1980). or, fes observations m i c r o s c o p i q u e s o n t r 6 v 6 l 6 n o n s e u l e r n e n t u n e m o d i f i c a t i o n d e s c a r a c t 6 r i s t i q u e s e x t e r n e s d e s p a r t i - c u l e s m a i s e n c o r e d e l e u r s t r u c t u r e . C ' e s t p o u r q u o i n o u s a v o n s e n t r e p r i s u n e 6 t u d e c o m p f 6 m e n t a i r e d e s c a r a c t 6 r i s t i q u e s d i m e n s i o n n e l l e s d e s p a r t i c u l e s e n f o n c t i o n d e s c o n d i t i o n s d ' a g i t a t i o n e t d u t e m p s d e r 6 t e n t i o n d e s s o l i d e s d a n s I e s y s t d m e ( A g e d e s b o u e s ) . N o u s a v o n s 6 g a l e - m e n t e x a m i n 6 l e s r e l a t i o n s e n t r e p l u s i e u r s c a r a c t 6 r i s t i q u e s d u f l o c e t l e n i v e a u d ' 6 p u r a t i o n .

ExpEnTMENTATToN

1 - M a t 6 r i e l

L ' u n i t 6 e x p 6 r i m e n t a l e q u i c o m p r e n d u n a 6 r a t e u r s p h 6 r i q u e e t u n d 6 c a n - t e u r c o n i q u e a d 6 j i 6 t 6 a l 6 c r i t e e n d 6 t a i l ( D E V L o o e t a L . , 1 9 8 0 ) , S e u l 1 e s y s t 6 m e d e r e c i r c u l a t i o n d e s b o u e s e s t l 6 g d r e m e n t d i f f 6 r e n t " D e p l u s , c o m m e 1 e s b o u e s o n t t e n d a n c e A s e t a s s e r a u f o n d d u d d c a n t e u r , u n s y s t e - m e d ' a g i t a t i o n a d r i 6 t r e m i s e n p l a c e , s y s t d m e q u i p r o v o q u e u n d 6 t a s s e - m e n t d e s b o u e s t o u t e s l e s t r o i s s e c o n d , e s e n v i r o n ( f i q u r e 1 ) .

L e s u b s t r a t u t i l i s 6 e s t u n s u b s t r a t s y n t h 6 t i q u e A b a s e d ' e x t r a i t d e I e v u r e d i 1 u 6 d a n s d e f ' e a u d u r o b i n e t ,

M E t h o d e s

D a n s I a m e s u r e o f 1 ' a l i m e n t a t i o n d u r 6 a c t e u r a d e s c a r a c t 6 r i s t i q u e s c o n s t a n t e s ( c a r b o n e organique t o t a l d ' e n v i r o n 3 0 0 m g , / l , p a r d e m a t i d r e s e n s u s p e n s i o n ) , 1 ' e f f i c a c i t 6 d ' 6 p u r a t i o n e s t d i r e c t e n e n t 1 j - 6 e i l a c o n c e n t r a t i o n e n m a t i d r e s o r q a n i c r u e s e t m a t i d r e s e n s u s p e n s i o n d e 1 ' e f - f l u e n t .

1 - L e s m a t i E r e s e n s u s p e n s i o n s e m e s u r e n t p o u r l e s b o u e s a c t i v 6 e s e t I ' e a u d e s o r t i e s e l o n l a n o r m e A F N O R T 9 O - 1 0 5 .

u n a n a l y s e u r d e c a r b o -

a u x u l t r a - s o n s : I a o r g a n i q u e s e n s u s p e n - . sur I'effluent f i l t r 6 d e f a g o n i o b t e n i r I a c o n c e n t r a t i o n d e 1 a s e u l e p h a s e l i q u i d e ( C . O . F . ) .

j - T , a c h a r o e s r r n e r f i c i e l l e d e s f l o c s a 6 t 6 6 v a 1 u 6 e i I ' a i d e d e b l e u a l c i a n , c o l o r a n t c a t i o n i q u e q u i a I a p r o p r i 6 t 6 d e s ' a b s o r b e r d I a s u r f a - c e d e s f l o c s b a c t 6 r i e n s p r o p o r t i o n n e l l e m e n t d l e u r c h a r g e ( B A N K S et aL., t 9 7 6 ) .

2 - L e s m a t i d r e s o r g a n i g u e s s o n t m e s u r e e s s u r n e o r g a n i q u e

. sur I'effluent b r u t p r 6 a l a b l e m e n t s o u m i s v a l - e u r o b t e n u e ( c . o . e . ) i n c l u t d o n c l e s m a t i d r e s s i o n .

Flocs bioLogiques 43

:E

!o'grco4-Foo_d.FLco,OOpE.-!€LO,OO!OO!!L!>odol.F--rforolo-p!op!<o-ocdoPosPoo,ooappPC6qOddoo>.-!do9dEcPLh-.-p.rpce.-C.FP.-OLLO.-,-F'oroF-60x!-LooO65d!66O6OOOdo(d-d

-NO90@N@oo-Nm<a

AJ

U

EDrF

\)S& \(D b)a'$ aJ

t' I

B ir t- ll t I rl

:

I IIIIIII

I

----_L->

4 4

4 - L a d e n s i t 6 r e l a t i v e d e s f l o c s ( p a r r a p p o r t A 1 ' e a u d 6 c a n t S e f i l - t r 6 e s u r n e m b r a n e 0 , 4 5 p m ) s ' e s t i m e i I ' a i d e d e s o l u t i o n s s t a n d a r d i b a s e d e g 1 y c 6 r o 1 ( 1 ' e a u d e d i l u t i o n e s t d e I ' e a u d 6 c a n t 6 e f i l t r 6 e ) .

5 - L e s p a r t i c u l e s d e f l o c s o n t m e s u r 6 e s d f ' a i d e d e d e u x t e c h n i q u e s c o m p l 6 m e n t a i r e s , 1 ' u n e q u i u t i l i s e u n m i c r o m d t r e o c u l a i r e , 1 ' a u t r e u n e c h a m b r e c l a i r e .

L e n o m b r e d e p a r t i c u l e s d e f l o c m e s u r 6 e s e s t f i x 6 d 2 0 .

L a r e p r o d u c t i b i l i t 6 d e I a m 6 t h o d e a 6 t 6 v 6 r i f i 6 e s u r d e u x 6 c h a n t i l - l o n s p r i s d a n s l a m d r n e j o u r n 6 e p o u r d e s b o u e s d e c a r a c t 6 r i s t i q u e s d i f - f 6 r e n t e s ( t a i l f e e t f o r r n e ) . L r 6 c a r t o b t e n u e s t e n m o y e n n e d e 5 * ,

. Mesures micron6triques :

D e s m e s u r e s d e l o n g u e u r s e t l a r g e u r s m a x i m a l e s s o n t r 6 a 1 i s 6 e s p a r m i c r o m C t r e o c u l a i r e ; c e s m e s u r e s s o n t e f f e c t u 6 e s d a n s d e s d i r e c t i o n s p e r p e n d i c u l a i r e s .

c Mesures par chambre claire :

L a c h a m b r e c l a i r e p e r m e t d e d e s s i n e r d e s p a r t i c u l e s d e f l o c o b s e r v 6 e s d i r e c t e m e n t d p a r t i r d e I a p r 6 p a r a t i o n . L e s p a r t i c u l e s s o n t d e s s i n 6 e s s u r p a p i e r m i l l i m 6 t r 6 6 t a l o n n 6 i 1 ' a i d e d e l a c e l t u l e d e B U R K E R . C e t t e m 6 t h o d e p e r m e t d e c a r a c t 6 r i s e r 1 e s p a r t i c u l e s d e s s i n 6 e s p a r :

. l e u r s l o n g u e u r s e t l a r g e u r s m a x i m a l e s ; . I ' a i r e p r o j e t S e d e s p a r t i c u l e s ;

. I e p 6 r i m d t r e ;

. I ' a i r e d e s g r a i n s s e c o n d a i r e s .

N o u s a v o n s c o n s t a t 6 1 ' e x i s t e n c e d ' u n e s t r u c t u r a t i o n d u f l o c : f e s b a c t 6 r i e s o n t t e n d a n c e i s e r e g r o u p e r a u s e i n d u f l o c e n s o u s - u n i t 6 s o u r r g r a i n s s e c o n d a i r e s " q u i p e u v e n t s t a s s o c i e r e n t r e e u x e t / o u s e s u b - d i v i s e r . D e c e f a i t , i I a p p a r a i t p l u s i e u r s n i v e a u x d e s t r u c t u r a t i o n . D a n s c e t r a v a i l , n o u s n ' a v o n s m e s u r 6 q u e 1 e s d e u x t a i l l e s c o r r e s p o n d a n - t e s a u x d e u x n i v e a u x p r i n c i p a u x d e g r a i n s ( f i g u r e 2 a - 2 b ) .

. u n i n d i c e d e f o r m e I 5 , q u e n o u s a v o n s d 6 f i n i p a r l e r a p p o r t d e 1 ' a i r e d e I ' e l l i p s e c j . r c o n s c r i t e i 1 ' a i r e d e l a s u r f a c e p r o j e t 6 e .

C o n d i t i o n s e x D e r i m e n t a ' l e s

L e s p a r a m a t r e s c h o i s j - s p o u r 6 t u d i e r l e s y s t e m e a b o u e s a c t i v 6 e s o n t 6 t 6 e x a m i n 6 s p o u r t r o i s d g e s d e b o u e s : 0 , 5 , 1 e t 3 j o u r s e t p o u r c h a - q u e d g e , t r o i s v i t e s s e s d r a g i t a t i o n o n t 6 t 6 s u i v i e s : 4 O O , 8 0 O e t

1 2 0 0 t o u r s / m n .

0 , 5 j o u r s p o u r 1 ' 6 g e d e s b o u e s e t 1 2 0 0 t o u r s / m n p o u r l a v i t e s s e d ' a g i - t a t i o n s o n t d e u x c o n d i t i o n s e x p 6 r j - m e n t a l e s c o n s i d 6 r 6 e s c o m m e f i m i t e s d a n s c e t r a v a i l - . E n e f f e t , I e s m a t i d r e s e n s u s p e n s i o n r e j e t 6 e s a v e c 1 ' e f f l u - e n t s o n t t r E s i m p o r t a n t e s e t p o u r u n A g e d e b o u e s i n f 6 r i e u r o u u n e v i t e s - s e d r a g i t a t i o n s u p 6 r i e u r e , i I y a u r a i t l e s s i v a g e d e s b o u e s a c t i v 6 e s .

4 0 0 t o u r s / m n c o n s t i t u e u n e l i m i t e i n f 6 r i e u r e e n r a i s o n d u d d v e l o p p e - m e n t d e f i l a m e n t s .

L e v o l u m e d e b o u e s a c t i v 6 e s e s t m a i n t e n u d d e u x l i t r e s , l e s d 6 b i t s d ' a l i m e n t a t i o n e t d e r e c i r c u l a t i o n s o n t i d e n t i q u e s e t 6 g a u x A 5 , 5 I / ) .

F L o c s b t o l o g i q u e s

Figure la

Schdnatisation de La structut'e d'une particule de fLoc

Figure 2b

Schdnatisatlon des diffdrents assemblages des grains secondaiv'es

R E s u l r n r s E T D I S c u s s l o N

L e s r 6 s u l - t a t s e x p 6 r i m e n t a u x s o n t r e g r o u p 6 s d a n s 1 e t a b l e a u 1 '

1 - Q u a l i t e d e I ' e f f ] u e n t

L e s f i g u r e s 3 , 4 , 5 , m e t t e n t e n 6 v i d ' e n c e t a g r a n d e i n f f u e n c e d e I a c o n c e n t r a t i o n e n m a t i d r e s e n s u s p e n s i o n s u r l e r e n d e T n e n t d ' 6 p u r a t i o n . E n e f f e t , 1 ' d f i m i n a t i o n d u c a r b o n e o r g a n i q u e d a n s I a p h a s e l i q u i d e e s t t r d s f o r t e q u e l s q u e s o i e n t l a v i t e s s e d ' a g i t a t i o n e t I ' d g e d e s b o u e s c o n s i d 6 r 6 s i f i g r r . . 5 ) . L a c o n c e n t r a t i o n e n m a t i d r e s e n s u s p e n s i o n e t I a c o n c e n t r a t i o n e n c a r b o n e o r g a n i q u e d e 1 ' e f f l u e n t a v a n t f i l t r a t i o n v a r i e n t d e f a q o n i d e n t i q u e e n f o n c t i o n d e l a v i t e s s e d ' a g i t a t i o n e t i l e 1 ' d g e d e s b o u e s : c e s g r a n d e u r s s o n t f o n c t i o n c r o i s s a n t e d e l a r r i t e s s e

d ' a g i t a t i o n e t f o n c t i o n d 6 c r o i s s a n t e d e 1 ' A q e d e s b o u e s ' L e s v a r i a t i o n s

Tableau 1 Rd suLtat s erpdrimentaun

Age des boues (jours) V i t e s s e d r a g i t a t i o n ( t o u s / m )

Carbone organique entrde (rngll)

Boues activees (mgll)

l c . o . F . ( n s l t ) l c . o . B . ( n q , / I )

l M . E . S . ( m q l l ) l 4 a s s e ^ v o l m i q u e I E a u f i l t r 6 e

( g / c n " )

| . o "

B I e u a l c i a n ( m g a b s o r b 6 / g boues)

Ipngueur maximale moyenne (U)

Largeur maximale moyenne (u)

A i r e d e I a s u r f a c e d e s g r a i n s p r i m a i r e s

A i r e d e l a s u r f a c e d e s g r a j . n s s e c o n d a i r e s ( U 2 ) A a r e p r o j e t 6 e / p d r i m o t r e ( U )

I n d i c e d e f o m e

4 0 0 290 1 1 2 0

J I

4 5 o , 9 9 5 3 o , 9 9 6 4 0 , 0 7 8 7 8 6 ! 2 5 0 404 ! 166

4'1 1 2 4 2 , A 2 , 7 A

4 0 0 3 0 0 1 5 0 0 1 3 2 1 3 0 o , 9 9 4 3 0 , 9 9 5 0 o , 0 7 6 4 7 3 ! 2 6 6 2 6 7 t + 1 5 7

2 9 4 , 9 2 4 , 7 2 , 4 8

8 0 0 3 0 0 I 4 6 0 1 2 5 5 1 5 o t9953 0 , 9 9 5 3 0 , 0 9 1

? n q + 1 7 1 1 5 3 1 9 8

5 7 1 0

t ) , 1

2 t 2 5 8 0 0 1 2 0 0

3 0 0 2 9 0

1 1 2 0 7 2 0

2 2 1 0

4 1 8 5

'15 180

o , 9 9 5 0 0 , 9 9 5 6

o , o 7 2 o , 0 8 2 5 3 0 t 1 8 9 1 1 7 ! 4 8 2 7 9 ! t o 4 5 1 ! 3 3

1 4 , 4 2 2

2 4 , 5 9 , 7

2 , 5 6 2 , I 4

o , 1 2 4 3 1 3 t 1 7 3 1 8 0 t 1 0 0

3 8

2 , O 7

0 , 1 0 9 2 0 0 1 8 0 1 0 4 r 4 3

4 9

1 0 , 8

o , I 2 0 1 8 1 ! 1 0 2 1 0 5 1 6 1

4 4

9 , O

| , 6 6

Oj

() (\

a

(\

s. (\

oa

N

s

FLocs biologiques 4 7

m a t i d r e s e n s u s p e n s l o n ( m s / I )

6 400 v l t e s s e s n 8 0 0 d ' a q i t a t i o n i f Z O O 1 6 0

Figwe 3 Influence de Ltdge des boues sur Les

de L'effLuent

2 - C a r a c t 6 r ' i s t i q u e s d e s b o u e s a c t i v e e s

L e s v a r i a t i o n s d e l a m a s s e v o l u m i q u e d u q u e s o n t f a i b l e s d e v a n t l e s v a r i a t i o n s d e

v i t e s s e s

d ' a g i t a t i o n o 4 0 0 800 1 2 0 0 3 ( j o u r s )

d g e d e b o u e s

matiA"es en susPension

( i o u r s ) d g e d e b o u e s

f l o c e t d e s a c h a r g e a n i o n i - I a d i m e n s i o n d u f l o c . C r e s t c . 0 . 8

( m s / l )

8 0

Figure 4

fnfLuence d.e L'd.ge des bouei sul: Le caz'bone organique totaL de Lteffluent

d e l a c o n c e n t r a t i o n e n c a r b o n e o r g a n i q u e s o n t d o n c i m p u t a b l e s a u x m a t i a - r e s e n s u s p e n s i o n d a n s I ' e f f l u e n t .

D e c e f a i t , i l s e m b l e i n t 6 r e s s a n t d ' a n a l y s e r l e s r e l a t i o n s e n t r e I a c o n c e n t r a t . i o n e n m a t i d r e s e n s u s p e n s i o n d a n s I ' e f f l u e n t e t l e s c a r a c t 6 - r i s t i q u e s d e s b o u e s a c t i v 6 e s d a n s I ' a 6 r a t e u r '

4 B

c . 0 . F

( m s / l ) v i t e s s e s

d ' a g i t a t io n

400 8 0 0 1200 2 0

Figut e 5

InfLuenee de Ltd.ge des boues sur Le caz,bone organique dissous de LteffLuent

( j o u r s ) a g e d e b o u e s

m a t i d r e s e n s u s p e n s i o n ( m s l l )

d o n c c e t t e d e r n i E r e g r a n d e u r q u i j o u e u n r61e essentier d a n s f a c l a r i f i - c a t i o n d e I ' e f f l u e n t c o T n m e Ie m o n t r e l_a fiqure 6 .

7 5 0 6 0 0 4 5 0 3 0 0 1 5 0 0

o o

A 0 , 5

1 3

1 6 0 4 0

R e L at i on nrto n L ongTnT]" iroloro,

" cte s par t icul e s et matidy'es en suspens.Lan Ce Lt effluent

I m p o r t a n c e d e s c a r a c t 6 r i s t i q u e s d i m e n s i o n n e l l e s d e s p a r t i c u l e s d e f l o c

T a i f f e e x t e r n e d e s p a r t i c u l e s

L a t a i f l e e x t e r n e d e s p a r t i c u l e s e s t c a r a c t 6 r i s 6 e p a r d e s m e s u r e s d e l o n g u e u r s e t l a r g e u r s m a x i m a l e s . L e s f i g u r e s 7 m o n t r e n t r ' 6 v o f u t i o n d e 1 a r o n g u e u r maximale en fonction d e l a v i t e s s e d ' a g i t a t i o n ( f i g u r e 7 a ) e t d e l r A g e d e s b o u e s ( f i g u r e 7 b ) . L a t a i l I e d e s p a r t i c u l e s d i m i n u e e n f o n c t i o n d e 1 a v i t e s s e d ' i a g i t a t i o n e t p r 6 s e n t e u n m a x i m u m e n f o n c t i o n d e 1 ' 6 g e d e s b o u e s . O r , I a v a r i a t i o n c l e s d i m e n s i o n s e x t e r n e s d e s p a r t i _ c u l e s p r o v o q u e peu ou pas de variation d e l a c o n c e n t r a t i o n e n c a r b o n e o r g a n i q u e d e I a p h a s e l i q u i d e d e l r e f f l u e n t .

FLocs bioloqiques

( t o u r s / m n ) v i t e s s e d ' a g i t a t i o n

Figut,e 7a

FeTat ion 7 ongueur rycurimaLe des partt' cuLes-uiLesse d'agt' tation

L ( !

7 s 0

6 0 0 4 5 0 3 0 0

L l !

'/50

6 0 0 4 5 0 3 0 0 1 5 0

0

Figure ReLation Longueut' manimaLe des

. . o 4 0 0

Y l re : s e o 8 0 0

d a 9 l t a t l o n A l 2 0 O

8 0 0

( j o u r s ) d g e d e b o u e s

7b

particules-dge des boues

C e p h 6 n o m d n e p o u r r a i t s ' e x p l i q u e r p a r l e s m o d i f i c a t i o n s d e I a f o r m e e t d e I a s t r u c t u r e d e s p a r t i c u f e s q u i accompaqnent les modifications d e t a i l I e e x t e r n e .

F o r m e d e s p a r t i c u T e s

O n p e u t c o n s t a t e r ( f i g u r e 8 ) u n e a u g m e n t a t i o n s e n s i b l e d e I ' i n d i c e d e f o r m e I f p r 6 c 6 d e m m e n t d 6 f i n i a v e c l a d i m e n s i o n m a x i m a l e d e s p a r t i - c u l e s : I e f l o c a u n c o n t o u r d ' a u t a n t p l u s d 6 c o u p 6 q u e s a t a i l l e

S t r u c t u r e d e s p a r t i c u . f e s

L e s v a r i a t i o n s d e d i m e n s i o n s e x t e r n e s s ' a c c o m p a g n e n t d ' u n e m o d i f i - c a t i - o n d e s t r u c t u r e d u f l o c m i s e e n 6 v i d e n c e c a r l a v a r i a t i o n d e l a t a i f l e d e s s r a i n s s e c o n d a i r e s .

S i 1 ' 6 g e d e s b o u e s a u n e i n f l u e n c e i d e n t i q u e s u r l a d i m e n s j . o n e x t e r - n e d e s f l o c s e t 1 ' a i r e d e s g r a i n s s e c o n d a i r e s , i l n ' e n e s t p a s d e m 6 m e p o u r I a v i t e s s e d r a g i t a t i o n q u i a d e s e f f e t s o p p o s 6 s ( f i g u r e 9 a , 9 b ) .

5 0

l _t

6 q e d e O 0 ' 5 b o u e s o

A 3

2 o o 3 o o 4 0 0 5 C 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0

Figure B

de forme-Longueuv' manimale des par:ticules

1 0 0

u e L a T a o n L n d L C e

L ( u )

1 2 0 0 ( t o u r s / m n ) v i t e s s e d ' a g i t a t ' i o n d ' a g i t a t l o n

a r r e s d e s g r a i n s s e - c o n d a t r e s ( u t )

a i r e s d e s g r a l n s s e - c o n d a i r e s

( u 2 )

8 0 0

ReLation

Figure 9a

aite des gvains secondaires-t;rtesse

BO

v j t e s s e a o 4 0 0 d ' a g i t a t i o n r o 8 0 0 a a 1 2 0 0

2 3 ( j o u r s )

6 9 e d e b o u e s I L g U T e V D

grains secondai?es-dge des boues

4 0

o o 0 , 5 r o 1 a a 3

ReLation aire des

Flocs biologiques

C e c i p o u r r a i t e x p l i q u e r l ' a l l u r e d e l a c o u r b e 5 :

c minimum d'efficacit6 ( f a i b t e m e n t p e r c e p t i b l e ) p o u r u n A g e d r u n j o u r q u i c o r r e s p o n d a u m a x i m u r n d e s d i m e n s i o n s e x t e r n e s e c r e d e s g r a i n s s e c o n d a i r e s .

a p a s d r i n f l u e n c e d e I a v i t e s s e d r a g i t a t i o n d o n t 1 e s e f f e t s r e s s u r I a d i n e n s i o n e x t e r n e e t 1 a s t r u c t u r e i n t e r n e p o u r r a i e n t

/ f i n r r r a 1 n \

\ ! l Y g ! 9 l v l .

d.e boues

c o n t r a i - s e c o m -

4 0 0 t o u r s / m n 1 2 0 0 to u r s / m n

E f f e t s m o r p h o l o g i q u e s d e ' l a v i t e s s e d ' a g i t a t i o n

4 0 0 u 1 0 0 u

q n ,

Figut e 10

Schdma des partieules et des grains secondaires correspondants : aur partieuLes de floc Les plus grandes

coryespondent Les g?ains Les plus petits

C e t t e h y p o t h d s e e s t c o h 6 r e n t e a v e c l e s m o d d l e s d e s i m u l a t i o n d e f l o c u t i l i s 6 s p a r V O L D ( 1 9 6 3 ) .

l o o o \

\ o " o o /

\:_z

l " o o ^ |

4\

v7

O

z=\

/ o o d \

qv

x25 x25

x40

x 4

x25 x40

,/ s\ ^-"-_1

,N

=--J]v--z th N 4 l

\ t \ l

tft* \-

\\r

', )=

s . ' - . - ^ ^ \ €

< J )--?

\ f 3 /

v\9

$ \ v

\\ ) \

fl-.il

\ Y

\

q 9 S c i e n c e s d e L t e a u 2 n - , 1

Coruclus r ot't

r . a f r e v a i l n a r m a ' | - . d e t i r e r v e ! r t t e ! f e S C o n c l u S i o n S s u i v a n t e S :

1 ) 1 ' 6 v o l u t i o n d e s c a r a c t 6 r i s t i q u e s d i m e n s i o n n e l f e s d e s p a r t i c u l e s d e f l o c m o n t r e q u ' e 1 l e s s o n t 6 t r o i t e r n e n t l i 6 e s e n t r e e l l e s . E n e f f e t , I e s d i m e n s i o n s e x t e r n e s m e s u r 6 e s d e s p a r t i c u l e s c o r r e s p o n d e n t A d e s c o n d i t i o n s d ' a g i t a t i o n e t d e c h a r g e b i e n d 6 f i n i e s m a i s f a s t r u c t u r a t i o n d e s p a r t i c u l e s s e m o d i f i e e l f e a u s s i e n f o n c t i o n d e s c o n d i t i o n s o p 6 r a - t o i r e s . C ' e s t p o u r q u o i i l s e m b l e d i f f i c i l e d e p o u v o i r d i s s o c i e r c e s p a r a m e t r e s .

2 ) d a n s n o s c o n d i t i o n s e x p 6 r i m e n t a l e s , I ' a g i t a t i o n e t d o n c I a d i m e n - s i o n e x t e r n e d e s p a r t i c u l e s n ' o n t p a s , a p p a r e n u n e n t , d ' i n f l u e n c e p o u r I ' 6 l i m i n a t i o n d u c a r b o n e o r g a n i q u e d a n s l a p h a s e l i q u i d e : i l n ' e x i - s t e p a s d e I i m i t a t i o n o a r f e n u t r i e n t c a r b o n 6 " C e c i m e t e n c a u s e f ' a p p l i c a - t i o n d e s c i n 6 t i q u e s c l a s s i q u e s c o m m e f e d 6 m o n t r e S Y K E S ( 1 9 B 1 ) ,

L ' a b s e n c e d e f i m i t a t i o n p a r l a c o n c e n t r a t i o n e n c a r b o n e p o u r r a i t r 6 s u l t e r d e 1 ' e x i s t e n c e d e s d i f f 6 r e n t s n i v e a u x d ' o r g a n i s a t i o n s d e s c e f l u f e s a u s e i n d e s p a r t i c u t e s d e f l o c a v e c , e n c o n s 6 q u e n c e , u n e m o d i f i c a t i o n d e l a d i f f u s i v i t 6 a n p a r e n t e A f i n t 6 r i e u r d e c e s m 6 m e s p a r t i c u f e s .

P a r c o n t r e , l e s c o n d i t i o n s d ' a g i t a t i o n o n t d e g r a n d e s c o n s 6 q u e n c e s s u r l e s p e r f o r m a n c e s b r u t e s d ' 6 p u r a t i o n . E n e f f e t , p f u s f ' a g i t a t i o n e s t f o r t e , p l u s I a c o n c e n t r a t i o n e n m a t i d r e s e n s u s p e n s i o n d a n s 1 ' e f - f l u e n t e s t i m p o r t a n t e .

3 ) L ' 5 g e d e s b o u e s j o u e u n r 6 1 e i f a f o i s s u r f a c o n c e n t r a t i o n e n m a t i € r e s o r g a n i q u e s d e I ' e f f f u e n t e t I a q u a l i t 6 d e s b o u e s : c e c i e s t c e r t a i n e m e n t 1 i 6 a f a n a t u r e e t A I a c o n c e n t r a t i o n d e s L r i o p o l y m F r e s d o n t I e r 6 1 e d a n s f a d 6 c a n t a b i l - i t 6 d e s b o u e s a 6 t 6 p r o u v 6 ( 6 | 7 , 8)

( S T E T N E R e t a l . , 7 9 - 7 6 ; F O R S T E R , 7 9 7 7 i c H A o e t K E T N A T H , 1 9 7 9 ) .

R E r E n e r u c r s B T B L T o c R A P H r o u E S

B A N K S C . J . , D A V I E S M . , W A L K E R I. , I V A R D R . D . W a t e r P o l l u t i o n C o n t r o l . , 1 9 i 6 t 4 9 2 . C H A O A . C . , K E I N A T H ' 1 . M . , W a t e r R e s e a r c h , 7 9 1 9 , 7 3 , 1 2 1 3 .

D E V L O O M . O , , D R A K T D E S C . , B E N A I M R . ,

Enttiromental Technology Letters, 19aO,

1 , 8 9 .

D E V L O O M . O . , D R A K I D E S C . , B E N A I M R . , Pou:den ?echnolog11, .A, paraitre.

F O R S T E R C . F . , W a t e r R e s e a " c h , 1 9 7 1 , 5 , 8 6 1 .

S T E I N E R A . 8 . , M c L A R E N D . A . , F O R S T E R C . F . l l a t e r R e s e a r c h , 1 9 7 6 , 1 0 , 2 5 .

S Y K E S R . M . , J o u r n a l o f W a t e r P o L l u t i o n C o n t T o L F e d e r a t i o n , 1 9 8 1 , 5 3 , 1 , L 2 1 3 . voLD M.J. , Journal CoT.Loid Sc-tenee, 1963,

1 A , 6 A 4 .