FONCTIONNEMENT DES LITS BACTÉRIENS A DOUBLE CONTACT
Il est intéressant de rechercher si les substances organiques solubles des eaux d'égoul sont directement attaquées, décomposées et minéralisées pendant la période de plein des lits bactériens.
Dinibar a fait sous ce rapport une série d'expériences très démonstratives. Six lits bactériens composés de scories identiques ont été remplis chaque jour avec la même eau d'égout. La vidange a eu lieu pour le premier lit après une demi-heure de plein, pour le second lit après une heure, pour le troisième après deux heures et ainsi de suite. Les résultats ont été les suivants :
oxYDABiLiTÉ Dimiiiiilion (le
Durée en m^. de perman^anale p. lilrc. loxydabililé
duconlacl -^ Ô/O au
heures. 1 jour. 2 jours. 4 jours. 6 jours. 6* jour.
Eau brute.. .
Effluenl du lit
Ml
lOi
IW
KO
Ces chiffres montrent nettement qu'à partir du sixième jour, quand le lit est bien peuplé, il se produit au début du remplissage, pendant la première demi-heure de plein, une diminution immédiate et très considérable de Toxydabilité. Pendant les heures suivantes, Toxydabilité diminue beaucoup plus lentement.
Des expériences complémentaires ont montré que cette forte diminution de Toxydabilité s'effectue dans les 5 premières
minulos du remplissage. La séparation des substances organiques solubles ne se fait donc pas peu à peu et régulièrement, comme cela se produirait s'il s'agissait d'une décomposition bactérienne pendant la période de plein; elle se fait pour ainsi dire subitement.
Une autre expérience de Dunbar indique aussi que rabaissement de Toxydabilité pendant la période de plein ne peut être attribué aux bactéries. Ln lit bactérien est rempli avec de Teau d'égout et vidé après une heure de contact, puis arrosé en courant continu par une quantité d'eau capable de le remplir cinq fois, le filtre restant constamment plein pendant cette opération. Les résultats ont été les suivants :
Oxydabililé en mg.
de permanganate.
Diminution de Fo-
xydnbilité 0/0. . .
Odeur
i:au
nRtTE
fécalotde
Après 1 heure
de contact.
5Ô,2 Tailtle
EFFLUENT
PAR PASSAOE A TRAVERS l.i: LIT
1*'rpniplissage.
faible
2* roinplissage*
06,5 faillie
3* r<»inplissage.
faîbleiii* fccalolde
i' remplissage. Lplissagc.
27,3 fécalolde
16,5 fécaloldc
On voit qu'au début Teau a été transformée en un effluent imputrescible, mais à partir du troisième remplissage le pouvoir épurant a diminué de plus en plus. Ce phénomène ne peut s'expliquer que par une diminution des facultés d'absorption du support. Ce pouvoir absorbant des scories ne peut être régénéré que par les bactéries qui décomposent et détruisent les matières organiques fixées, et alors seulement le lit peut fonctionner de nouveau.
Le pouvoir absorbant des scories peut être mis aisément en évidence : Dunbar a montré qu'en plaçant une solution à 0,1 |)0ur 100 d'albumine en contact avec des scories stérilisées, les scories fixent en quelques minutes 50 pour 100 de l'albumine présente, puis l'absorption se continue lentement. Les expériences de UouUangev faites à l'Institut Pasteur de Lille et rapportées ci-dessus, sont aussi tout à fait démonstratives
FONCTIONNEMENT DES LITS BACTÉRIENS A DOUBLE CONTACT. 4r>
SOUS ce rapport, ainsi que celles de Dziei^zgowski que nous avons déjà citées. Ces phénomènes de fixation se produisent donc dans les lits bactériens dès le début du remplissage, en Tabsence de tout phénomène biologique, et c'est à eux qu'on doit rattacher en grande partie la diminution de Toxydabilité pendant la période de plein.
Les phénomènes biologiques jouent cependant un certain rôle dans cette période, car on constate, pendant le plein, une formation sensible d'acide carbonique. Dunbar a ainsi constaté qu'une eau d'égout contenant 3'""'*,8 d'acide carbonique libre par litre, en renferme 68'"*' ,9 après un contact de 5 minutes, ^34'"*^9 après un contact de 6 heures et 156"'*'',2 après un contact de 12 heures. L'acide carbonique combiné augmente aussi, mais faiblement. L'augmentation subite du gaz carbonique dans les 5 premières minutes provient évidemment de Tacide déjà formé dans le lit, et l'augmentation observée ensuite provient de la destruction des matières organiques par les microbes. Mais comme, pendant cette expérience due à Dunbar, l'oxydabililé du liquide est restée à peu près constante après une heure de contact, il en résulte que Tacide carbonique dégagé doit provenir des matières organiques déjà fixées par les scories.
Pour étudier ce qui se passe pendant les périodes d'aération^ Dunbar a mis en marche un lit bactérien, et après 4 heures de plein, il a évacué le liquide, puis fermé hermétiquement les ouvertures du lit, après l'avoir rempli d'air privé d'acide carbonique. Après 6 heures, l'analyse des gaz a montré qu'il n'y avait plus du tout d'oxygène et que la proportion d'acide carbonique libre s'élevait de 6, 4 à 9, 1 pour 100. Dunbar a constaté, en outre, en comparant sous ce rapport un lit bactérien en gravier et un lit en coke, que le coke absorbe et retient énergiquement l'acide carbonique, tandis que le gravier le laisse facilement échapper.
Dunbar a constaté expérimentalement que les scories calcinées n'ont qu'un pouvoir fixateur très faible vis-à-vis de l'oxygène, Tair qui passe sur ces scories contenant encore, à son départ, 18,2 à 19 pour 100 d'oxygène. Au contraire, les^ scories enlevées d'un lit bactérien en activité donnent des résultats tout à fait différents. On constate une diminution
44 ÉPUBATION DES EALX I) ÉGOLT.
considérable de la teneur en oxygène, et une apparition correspondante d'acide carbonique. En traitant ces scories par Teau distillée avec périodes de plein et d'aération, on constate pendant très longtemps, durant les périodes d'aération, une diminution de la teneur en acide carbonique et les nitrates n'apparaissent dans le liquide que quand Tair qui reste dans le lit après la période d'aération renferme des quantités notables d'oxygène restant.
Les expériences de Dunbar ont montré en outre que, pendant la période d'aération, un lit bactérien consomme non seulement l'oxygène de l'air contenu dans ses interstices, mais absorbe en outre avec énergie l'oxygène de l'air environnant. On s'en rend compte aisément en mettant en communication avec un réservoir d'air un lit bactérien pendant la période d'aération. Dunbar a ainsi constaté qu'après 22 heures le lit avait absorbé 7)18 centimètres cubes d'oxygène du réservoir. Aussi s'est-on demandé s'il ne serait pas utile de favoriser artificiellement cette absorption d'oxygène. Lowcockel ])'anu(/ ont fait des essais dans cette voie, mais sans résultats pratiques, à cause des frais que ces dispositifs entraînent.
Après un certain temps de fonctionnement, il se produit à la surface des scories une accumulation de matières organiques suffisante pour entretenir pendant plusieurs semaires les phénomènes d'oxydation. Dans un lit bactérien ainsi abandonné à l'air, ces phénomènes deviennent tellement actifs qu'on peut y constater une élévation de température de 8 à 10*" centigrades.
Les considérations qui précèdent indiquent les principes (|ui doivent guider dans le choix des matériaux pour la construction des lits bactériens. En premier lieu, il faut envisager le pouvoir absorbant des matériaux pour les matières organiques, puis leur résistance aux intempéries.
Le pouvoir absorbant est fonction de la surface : plus les matériaux sont fins, plus la surface est grande, et plus le pouvoir absorbant est élevé. Dnnhnv a ainsi comparé du coke et (les grains de sable de différentes grosseurs et il est arrivé aux résultats suivants :
FONCTIONNKMENT DES LITS HACTÊUÏFNS A DOUBLE CONTACT. 45
L — Essdis avec le snhle.
(Remplissage' l heures, 20 heures d'uùralion.)
Oxygène Acide
absorbé carbonique
OxydabiliU' 0/0 de la produit en
nig. de per- Diminution quantité volumes 0/0
manganalc de l'oxy- d'oxygène de la quan-
Grosseur des grains. pur litre. dabilitéO/U. pré'sent. tité d air.
Eau brute 498,8
Efriuenldu sable de ^2 à T» mm. 255,4 52,8 62,5 5.2
— 7 à io — 26-i,6 47,6 35,7 5,5
— — 10 à iO — 275.7 44,7 50,0 3,1
(Après 7 jours de foncMonncmenl. — Remplissage 1 heures, 20 heures d'aération.)
Eau brute 457,5
Emuent du sable de 2 5 5 mm. 199,0 54,5 9i,7 10,5
n. — Essais avec le coke, (Remplissage i heures, 20 heures d'aération.)
Eau brûle .
Effluenl du •
coke de
mm.
(Après
7 jours de foncMonuemenl
. 4 heures do
plein, 20 heu
res d'aération.)
Eau brûle .
Effluenl du coke de
mm.
On voit par les chiffres qui précèdent que plus les grains sont fins, plus la diminution de Toxydabilité est grande. L'oxygène absorbé est d'autant plus abondant que les matériaux sont plus petits. On voit en outre que la diminution de Toxydabilité est beaucoup plus forte avec le coke qu'avec le sable. La quantité d'acide carbonique dégagée par le coke est plus faible que celle qui est dégagée par le sable, car le coke relient éncrgiquement l'acide carbonique.
On peut se demander à quoi est due cette action favorable
MJ
■du coke. On a cru que la porosité de celle subslance jouail un rôle. Mais Dunbai\ en comparanl des scories el de la pierre ponce très poreuse, au poinl de vue du pouvoir épurant, a -constaté qu'au bout de quelques jours les scories sont neltenienl supérieures à la pierre ponce. La porosité ne paraît donc pas avoir l'importance qu'on lui attribue. Dunbar a reconnu <jue la composition chimique des matériaux, et notamment la richesse en fer, joue un rôle important dans le pouvoir épurant ■des supports. En expérimentant avec deux lits bactériens ouverts, composés de graviers de 5 à 10 millimètres, l'un sans fer, Tautre avec une addition de 1 pour 100 de fer, Dunbar a ■obtenu les résultais suivants :
OXYUABILITÉ. MG. DE PERMAISGANATE PAR LITRE
Mois.
Eau brute.
Efnucnl.
DiminulionO/0.
■Gravier de 5 à 10 mm..
-(i ravier de 5 à 10 mm.
+ 1 0/0 de fer.
Il est donc hors de doute qu'une certaine proportion de fer favorise les phénomènes d'absorption et par suite, aussi ceux -d'oxydation. Ce fait explique pourquoi la ponce très poreuse, mais très pauvre en fer, donne des résultats moins favorables <jue les scories el le coke.
Influence de la grosseur des grains sur la capacité et sur le pouvoir épurant des lits.
Dunbar donne sous ce rapport les renseignements suivants :
Gravier :
Capacité en litres par m. c. .
Diminution de Toxydabililé ^/^^
Coke :
Capacité en litres par m. c. . 406 Diminution de roxydahililé *Vo-
GROSSKt R KN MM.
