La source de carbone utilisée dans le traitement de l'eau est généralement considérée comme un élément contenant du carbone qui est facilement utilisé par les micro-organismes et favorise leur croissance. Il s'agit d'une matière organique contenant du carbone, avec une chaîne de carbone courte et une structure moléculaire simple. Par exemple : les monosaccharides, les polysaccharides, les huiles et les graisses, les acides organiques, les esters et les alcools à petites molécules. Dans le processus de dégradation microbienne de la matière organique, les différences entre les enzymes clés et les intermédiaires et les différents micro-organismes agissent sur eux, c'est-à-dire que les différentes sources de carbone ont des voies biologiques de dégradation différentes. Dans le processus de décomposition de la source de carbone par les micro-organismes, l'énergie synthétisée par les cellules pour maintenir les activités vitales et le métabolisme de croissance des cellules est fournie par la source de carbone. La source de carbone peut être considérée comme le fournisseur d'énergie nécessaire aux activités vitales des cellules et à la structure formée par les flocs microbiens.
Quels sont les types de sources de carbone pour le traitement de l'eau ?
Source de carbone organique : Comprend principalement l'éthanol, le méthanol, le glucose, l'acide acétique, l'acide citrique, le glycérol, etc. Ces substances organiques sont facilement décomposées et utilisées par les micro-organismes, leur fournissant le carbone et l'énergie nécessaires. Par exemple, le glucose est souvent utilisé comme principale substance énergétique pour la croissance et le métabolisme microbiens en raison de sa haute valeur nutritionnelle et de sa facilité d'accès.
Source de carbone inorganique : Il s'agit principalement de composés inorganiques tels que les carbonates. Les sources de carbone inorganiques se caractérisent par une stabilité et une durabilité élevées.
Source de carbone biologique : Principalement produite par le métabolisme microbien, comme le dioxyde de carbone produit par la respiration microbienne. La teneur en source de carbone biologique est faible, mais elle présente une bonne dégradabilité et les caractéristiques d'une libération rapide de la source de carbone. Elle est généralement utilisée comme source de carbone auxiliaire ou supplémentaire.
Source de carbone composite : Il s'agit d'un terme général désignant un mélange de diverses sources de carbone, composé d'au moins deux éléments de sources de carbone efficaces. Les sources de carbone composites présentent les avantages d'une grande efficacité, d'une grande diversité et de la protection de l'environnement. Elles peuvent être rapidement utilisées par les micro-organismes, améliorer l'efficacité du traitement des eaux usées et réduire les coûts de traitement. Les sources de carbone composites courantes comprennent les acides à petites molécules, les sucres, les alcools à chaîne courte et d'autres ingrédients.
Le rôle des sources de carbone dans le traitement des eaux usées ?
1) Synthèse des substances cellulaires : La source de carbone est la matière première qui permet aux micro-organismes de synthétiser des substances cellulaires (telles que les protéines, les acides nucléiques, etc.).
Favoriser l'élimination des polluants : Au cours du processus de traitement biologique, la source de carbone agit comme un donneur d'électrons, participe aux réactions d'oxydoréduction et favorise la transformation et l'élimination des polluants.
2) L'utilisation des sources de carbone dans les stations d'épuration des eaux usées se divise principalement en trois catégories : fourniture des principaux nutriments pour la reproduction de la synthèse microbienne, donneurs d'électrons pour la dénitrification et élimination biologique du phosphore pour faciliter la libération des bactéries accumulant le phosphate. On peut également dire que la source de carbone est l'une des matières premières les plus importantes pour le maintien de la croissance microbienne dans les stations d'épuration.
3) Fournir de l'énergie et de la nourriture : La source de carbone est la principale source de nutrition pour la croissance et la reproduction des micro-organismes. En décomposant et en utilisant la source de carbone, les micro-organismes obtiennent de l'énergie, maintiennent leurs activités vitales et favorisent l'élimination des polluants.
4) Haute efficacité : La source de carbone composite peut être rapidement utilisée par les micro-organismes, améliorant ainsi l'efficacité du traitement des eaux usées, économisant l'utilisation de la source de carbone et réduisant les coûts de traitement.
Comment choisir la source de carbone ?
Les sources de carbone couramment utilisées sur le marché comprennent : le méthanol, l'acide acétique, l'acétate de sodium, la farine, le glucose, les sources de carbone de la biomasse et le surnageant d'hydrolyse des boues, etc. Lors de l'utilisation, il est nécessaire de sélectionner une source de carbone appropriée en fonction de la situation réelle du projet.
1. Méthanol
Le méthanol en tant que source de carbone externe présente les avantages d'un faible coût d'exploitation et d'une faible production de boues. Lorsque la source de carbone méthanol est insuffisante, une accumulation de nitrite se produit.
2. Acétate de sodium
L'avantage de l'acétate de sodium est qu'il peut répondre immédiatement au processus de dénitrification et peut être utilisé comme traitement d'urgence dans les stations d'épuration. L'acétate de sodium étant un sel acide organique à petite molécule, il est facile pour les bactéries dénitrifiantes de l'utiliser et a le meilleur effet de dénitrification.
3. Acide acétique
En tant que source de carbone, l'acide acétique est similaire à l'acétate de sodium. Toutefois, en tant que produit industriel, son utilisation comme source de carbone constitue un véritable gaspillage.
4. Sucre
Les substances sucrées représentées par le glucose en tant que source de carbone externe ont un bon effet de dénitrification. Cependant, en tant que composé multi-moléculaire, les sucres sont susceptibles de provoquer une reproduction bactérienne massive, entraînant un gonflement des boues, une augmentation de la DCO dans l'effluent et une altération de la qualité de l'eau de l'effluent. En même temps, par rapport aux sources de carbone de l'alcool, les substances sucrées sont plus susceptibles de produire une accumulation d'azote nitrique.
5. Source de carbone de la biomasse
Les exigences croissantes en matière de dénitrification des eaux usées ont conduit à l'émergence de nouvelles entreprises spécialisées dans la production de sources de carbone. Elles utilisent les principes de la bio-ingénierie pour fermenter certains sucres et déchets agricoles afin de produire des produits biologiques non toxiques et inoffensifs, dont les principaux composants sont des acides organiques, des alcools et des sucres à petites molécules. Ces produits sont plus faciles à utiliser par les micro-organismes que les produits chimiques simples, et leur coût d'utilisation est moins élevé que celui des produits chimiques simples, ce qui leur confère un très bon rapport coût-efficacité.
6. Supernatant d'hydrolyse des boues
L'acide volatil de biotransformation VFA provient du surnageant de l'hydrolyse des boues. Comme l'AGV produit par hydrolyse a un taux de dénitrification très élevé, la source de carbone peut être directement fournie par la station d'épuration. Tout en réduisant le volume des boues, cela réduit également le problème du transport de la source de carbone. Il s'agit donc actuellement d'une source de carbone plus avantageuse.
