Analyse et optimisation du traitement de l'azote par boues activées à ...

tel-00001890, version 1 - 30 Oct 2002
I.1 - Nitrification en boues activées – Paramètres clés
I.1.1.2 Nitrification et dénitrification
I.1.1.2.1 La nitrification
La nitrification consiste en l’oxydation biologique de l’azote ammoniacal en nitrates. Cette
transformation est réalisée en deux étapes : la nitritation, suivie de la nitratation. Elle est
effectuée en présence d’oxygène par des bactéries autotrophes qui utilisent l’azote
ammoniacal (NH4 + ) et les carbonates (HCO3 - ) comme source d’énergie.
I.1.1.2.1.1 La nitritation
C’est l’oxydation de l’azote ammoniacal (NH4 + ) en azote nitreux (NO2 - ) par des bactéries
autotrophes du genre Nitrosomonas, Nitrosococcus ou Nitrospira. La transformation
chimique de l’azote ammoniacal s’écrit par l’Équation I-2 :
NH4 + + 3
2 O2
Équation I-2
- 30 -
NO2 - + H2O + 2 H +
L’équation biologique traduisant la synthèse de bactéries nitritantes effectuant la réaction se
déroule conformément à l’Équation I-3 :
80.7 NH4 + + 114.55 O2 + 160.4 HCO3 -
Équation I-3
C5H7NO2 + 79.7 NO2 - + 82.7 H2O + 155.4 H2CO3
La réaction s’accompagne d’une production théorique de biomasse nitritante de
0.1 gMVS/gN-NH4 + , soit 0.14 g DCO/gN-NH4 + et d’une diminution d’alcalinité du milieu de
culture.
I.1.1.2.1.2 La nitratation
Les bactéries du genre Nitrobacter oxydent les nitrites (NO2 - ) formés lors de l’étape de
nitritation en nitrates (NO3 - ). La réaction chimique s’écrit (Équation I-4).
NO2 - + 1
2 O2
Nitrobacter
Équation I-4
Celle-ci s’accompagne de la formation d’une biomasse nitratante (Équation I-5) par une
production théorique de biomasse nitratante de 0.06 gMVS/gN-NO2 - ou 0.085 g DCO/gN-
NO2 - .
134.5 NO2 - + NH4 + + 62.25 O2 + 5 HCO3 - + 4 H3O +
Équation I-5
NO3 -
C5H7NO2 + 134.5 NO3 - + 7 H2O