Traitement Biologique Généralité

Du fait de sa simplicité et de sa flexibilité, le traitement biologique est le plus utilisé et représente la solution la plus économique pour le traitement d’eaux usées biodégradables.

Il peut être représenté de façon simple comme étant un transfert de pollution de l’eau usée vers les boues activées :

Eau usée (+pollution) -------> Boue (+pollution) + effluent clair

Le mode de transfert dépend de la nature exacte des substances polluantes. Dans le cas de substances organiques biodégradables, appelé substrat, il est utilisé pour l’alimentation (= source C) par les boues activées.

Parmi la totalité des réactions métaboliques, on peut distinguer les réactions conduisant à la synthèse de biomasse (réactions d’assimilation/anabolisme) et celles produisant de l’énergie (réactions de dissimilation/catabolisme).

Les substances non biodégradables telles que les métaux lourds, xénobiotiques (= composés artificiels dangereux pour l’environnement) et autres composés organique récalcitrants, ne peuvent pas être (ou seulement très lentement) métabolisés par la biomasse. Ce genre de pollution peut être en partie supprimé de l’eau usée par adsorption sur les particules de boues activées.

Comme c’est écrit au-dessus, les micro-organismes ont besoin d’énergie pour leur métabolisme. Ce besoin d’énergie peut être satisfait grâce à des réactions redox enzymatiques contrôlées dans la cellule bactérienne. L’énergie produite par ces réactions est capturées par les cellules sous forme d’ATP (= adénosine triphosphate). Ces molécules ATP rendent libre l’énergie stockée dans les liaisons chimiques en toute place et dès que cela est nécessaire.

Pour l’oxydation enzymatique du substrat absorbé (donneur d’électron), un capteur d’électron est requis. Ce capteur d’électron est réduit pendant les donneurs d’électrons sont oxydés.
En d’autres termes, les électrons chargés négativement sont transportés des donneurs (substrat organique) jusqu’aux capteurs par voie enzymatique. Ces réactions redox passent donc par plusieurs étapes enzymatiques, qui permettent aux cellules de capturer l’énergie relâchée par ces réactions d’oxydation. L’énergie capturée est ensuite utilisée pour différentes applications (accroissement cellulaire, maintenance cellulaire, réparation, partition, etc.).
Basé sur ce principe de capteur d’électron, 2 sortes de traitements biologiques peuvent être distinguées :

• Traitement aérobie (et anoxique) d’eau usée.
• Traitement anaérobie d’eau usée.