Brevet FR2909661A1 — publié le 20080613

Procédé de traitement d'eaux à l'aide d'un réacteur biologique intégrant une biomasse aérée, mettant alternativement en oeuvre des modes d'aération continue et séquencée. La présente invention concerne le domaine du traitement de l'eau. Plus précisément, l'invention se rapporte aux traitements des effluents urbains ou industriels par un procédé d'élimination de la pollution azotée et carbonée grâce à une biomasse en culture libre ou fixée sur un matériau solide. Une technique classique de dépollution des eaux met en oeuvre un réacteur biologique tel qu'un biofiltre ou une boue activée. Selon cette technique, le réacteur est aéré pour assurer le traitement de la pollution. Cependant, le niveau de cette aération doit être correctement maîtrisé afin de faire coexister dans le même réacteur deux réactions antagonistes : l'une nécessitant de l'oxygène, la nitrification (N), et l'autre son absence, la dénitrification (DN). En effet, plus l'oxygène disponible dans le réacteur est en excès, plus la dénitrification est inhibée et vice et versa. Ainsi, le rendement global du procédé de dépollution dépend directement de l'ajustement de l'aération. Dans les procédés de l'art antérieur, afin d'ajuster l'aération de la biomasse en fonction de la pollution à traiter, on effectue généralement des mesures de paramètres donnés dans le réacteur, ou en sortir de celui-ci. Ils ont pour but de déterminer l'état du système à un instant précis. A partir de cet état, une commande de débit de gaz est calculée puis appliquée. Il s'agit, le plus souvent d'une mesure d'ammonium, de nitrates, de potentiel d'oxydoréduction ou de l'oxygène dissous...D'autres paramètres, que l'on peut nommer composites sont aussi utilisés. Il s'agit de combinaisons linéaires des variables mesurées. Ainsi, dans le cadre de la conduite de procédé en traitement des eaux résiduaires urbaines, l'indicateur de charge polluante (masse de N-NH4 en kilogramme par mètre cube de réacteur aéré et par jour) a déjà été validé comme une donnée utile à la conduite. 2909661 2 En effet, la demande de brevet publiée sous le numéro WO 01/02306 AI définit un estimateur de cette charge polluante à partir des mesures de conductivité et de turbidité. Cependant, il s'agit d'une estimation 'et non d'une mesure directe. Or, 5 dans le cas d'une régulation qui nécessite un degré de précision élevée, il n'est pas possible d'utiliser de tels outils. Une des justifications de l'utilisation de tels estimateurs tient au coût d'achat et d'entretien des analyseurs spécifiques. On comprend donc que ce faible coût est accompagné de performances très limitées. 10 Actuellement, on distingue dans l'état de la technique différents types de stratégies de régulation. Selon l'une de ces stratégies de régulation, on calcule le rendement d'utilisation par la biomasse de l'oxygène distribué Ct pour réguler le débit de gaz. Ceci est décrit par le brevet publié sous le numéro FR 2 764 817. 15 Cette technique nécessite l'emploi d'un Ct de référence qui lui-même dépend de la pollution à traiter. Or, la difficulté réside dans le fait que la charge polluante varie dans le temps et qu'il faut donc changer ce Ct de référence régulièrement afin qu'il soit toujours cohérent, ce qui en exclut l'application dans le cas d'effluent fortement variable. 20 D'autres techniques utilisent des combinaisons linéaires des variables d'entrée du système (ammonium, nitrates...) pour calculer la commande en débit d'air à appliquer, tel que décrit notamment dans la demande internationale publiée sous le numéro WO 93/07089. Cependant, ces techniques s'appuient sur une modélisation empirique ou 25 semi-empirique. Les fonctions de commande utilisées sont basées essentiellement sur les données issues de l'expérience des fonctionnements antérieurs. Si le modèle est désadapté du fait de l'évolution de la biomasse ou des performances du filtre, l'aération n'est alors plus optimale. 2909661 3 Des améliorations notables sont obtenues en utilisant des mesures en entrée du système pour estimer la valeur de commande à appliquer. Mais il s'agit toujours d'aération séquencée. L'art antérieur a également proposé des systèmes de contrôle utilisant une 5 boucle de régulation dite Feedback/Feedforward (ce qui peut se traduire par boucle de contre réaction/boucle de prise en tendance). Selon une approche de ces systèmes, certains auteurs proposent des stratégies visant à piloter la concentration en oxygène dissous dans le réacteur biologique par l'utilisation d'une mesure d'ammonium en entrée. 10 Selon une autre approche, le concept de charge en ammonium à traiter est utilisé pour prédire l'évolution nécessaire de la consigne en oxygène dissous. Selon encore d'autres techniques, la régulation du volume aéré s'appuie sur une compartimentation du réacteur (et non pas sur la régulation d'un débit ou d'une vitesse en gaz). Cependant, le caractère foncièrement discret (variation 15 discontinue du volume aéré) de ce type de stratégie, incite les auteurs à toujours compléter leur système par une régulation de l'oxygène dissous. Un autre mode d'aération existe : il s'agit de l'aération simultanée. Ce mode consiste à faire coexister dans le même réacteur, avec une unité de temps et d'espace, les deux réactions antagonistes de nitrification et dénitrification. 20 Cependant, le niveau de cette aération doit être correctement maîtrisé afin de maintenir l'équilibre réactionnel. Ce dernier mode a été décrit dans le document de brevet publié sous le numéro WO-2006/000680 et s'avère plus efficace et plus performant que les modes d'aération décrits précédemment. 25 Toutefois, lors de pics très importants de charge polluante durant la journée (charge polluante : débit multiplié par la concentration du polluant), l'équilibre métastable obtenu est fragilisé et on observe une diminution des performances de dénitrification et donc une diminution des performances du procédé. 2909661 4 L'invention a notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer une technique d'aération dans le cadre des procédés de traitement biologique d'eau par 5 biomasse aérée qui soit performante en toutes circonstances, en particulier indépendamment des pics de charge polluante susceptibles d'apparaître. L'invention a également pour objectif de fournir une telle technique qui puisse être mise en oeuvre aisément, y compris sur des installations existantes. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints 10 grâce à l'invention qui a pour objet un procédé de traitement d'eaux à l'aide d'un réacteur biologique en vue d'abattre la pollution azotée contenue dans lesdites eaux, ledit réacteur intégrant une biornasse aérée par des moyens d'aération, ledit traitement comprenant des phases de nitrification/dénitrification simultanées, caractérisé en ce que ledit traitement met alternativement en oeuvre deux modes 15 d'aération : un mode d'aération dit continu ; un mode d'aération séquencé au cours duquel l'arrêt de l'aération est déclenché quand la concentration en ammoniaque atteint un seuil bas prédéterminé et le déclenchement de l'aération est 20 déclenché quand la concentration en ammoniaque atteint un seuil haut prédéterminé, le passage d'un mode d'aération à l'autre étant déclenché en fonction de la concentration en nitrates dans lesdites eaux, ledit mode d'aération dit continu étant déclenché lorsque ladite concentration en nitrates atteint un seuil bas 25 prédéterminé, et ledit mode d'aération séquencé étant déclenché lorsque ladite concentration en nitrates atteint un seuil haut prédéterminé. Ainsi, l'invention propose de procéder à un basculement automatique du mode d'aération en fonction des contraintes d'exploitation (traitement de la pollution arrivant sur l'usine), ce qui permet d'optimiser le rendement du 30 procédé d'élimination de la pollution azotée et carbonée. 2909661 5 Le choix automatique du mode d'aération le plus adapté à la charge polluante appliqué sur le réacteur biologique est effectué en fonction de critères de qualité d'eau traitée, en particulier en fonction de la concentration en nitrates. De plus, l'invention permet de définir des consignes de régulateurs 5 associés à chacun de ces modes, aidant ainsi l'opérateur à optimiser son procédé de traitement. L'utilisation d'un régulateur de niveau hiérarchique supérieur introduisant la notion de choix dans le mode de régulation et des consignes à appliquer au régulateur inférieur présente une originalité certaine. 10 En effet, bien que l'homme de l'art connaisse les différents types de régulation possibles de l'aération, il n'existait pas jusqu'à présent d'outils permettant de faire varier continûment les modes d'aération utilisés ainsi que leur consigne. Au contraire, ces stratégies de contrôle (aération continue et aération 15 séquencée) s'excluaient jusqu'à présent les unes, les autres. La présente invention propose une solution technique permettant d'appliquer la stratégie la plus adéquate au cours du temps. Celle-ci est déterminée en fonction de la concentration en nitrates résultant du traitement. Elle permet aussi de déterminer la concentration optimum de traitement pour 20 l'ammoniaque en fonction de la formation des nitrates. L'homme de l'art sait qu'il est impossible de fixer simultanément une consigne de traitement sur l'ammoniaque et sur les nitrates formés bien que leur somme représente un indicateur de pollution globale. Il est d'usage que les modes d'aération séquencée ou continue utilisent une consigne d'ammoniaque (NH4) fixé par 25 l'opérateur qui détermine le niveau de traitement de la pollution azotée souhaitée : azote total contenu dans l'eau traitée. La présente invention détermine par le calcul la consigne d'ammoniaque qui minimise la concentration d'azote total défini comme la somme des nitrates et de l'ammoniaque. 2909661 6 Selon des paramètres préférés, ledit mode d'aération dit continu est déclenché lorsque ladite concentration en nitrates atteint, dans le sens d'une diminution, un seuil d'environ 4 mg/I et ledit mode d'aération séquencé est déclenché lorsque ladite concentration en nitrates atteint, dans le sens d'une 5 augmentation, un seuil d'environ 10 mg/l. Bien entendu, ces seuils peuvent être modifiés en fonction des besoins. Avantageusement, l'aération, pendant ledit mode d'aération séquencé, est limité dans le temps par une temporisation. Egalement avantageusement, l'arrêt de l'aération, pendant ledit mode 10 d'aération séquencé, est limité dans le temps par une temporisation. Selon une solution préférée, ledit mode d'aération continue met en oeuvre une méthode de contrôle prédictif des concentrations en nitrates et en ammoniaque dans lesdites eaux. Une telle méthode, avec l'algorithme correspondant a déjà été utilisée 15 dans le cadre d'une boucle cascade NH4/02/Air pour une régulation en NDN simultanée et il a été démontré à cette occasion que ses performances étaient adaptées à ce type de problématique. Selon une solution avantageuse, ladite méthode de contrôle prédictif comprend des étapes successives de régulation d'une consigne d'ammoniaque à 20 atteindre en fonction d'une consigne en nitrates à atteindre. Selon une autre caractéristique avantageuse, ladite méthode de contrôle prédictif comprend des étapes successives de régulation d'une consigne d'aération lorsque ladite concentration en nitrates atteint un seuil haut prédéterminé. 25 Dans ce cas, lesdites étapes de régulation de ladite consigne d'ammoniaque et lesdites étapes de régulation de ladite consigne d'aération sont avantageusement cadencées, et préférentiellement décalées dans le temps les unes par rapport aux autres. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus 30 clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation 5 10 15 20 25 2909661 7 préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 est une illustration sous forme synoptique du basculement d'un mode d'aération à un autre dans un procédé selon l'invention ; la figure 2 est une illustration sous forme synoptique du mode d'aération séquencée dans un procédé selon l'invention ; - la figure 3 est une illustration sous forme synoptique du mode d'aération continue dans un procédé selon l'invention ; la figure 4 est une vue schématique d'une unité pilote pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention ; la figure 5 est un graphique illustrant la régulation nitrification/dénitrification simultanée sur consigne constante en NH4 ; la figure 6 est un graphique illustrant la régulation nitrification/dénitrification par cascade de régulateurs NO3 et NH4; - les figures 7 et 8 sont des graphiques illustrant la régulation nitrification/dénitrification par couplage entre aération continue et séquencée selon l'invention ; - la figure 9 est un graphique illustrant la distribution du nombre de jours ayant une production de boue donnée selon différents procédés. Le principe de l'invention réside dans le fait de mettre en oeuvre une gestion automatisée du mode d'aération d'un procédé de traitement biologique de traitement d'eau résiduaire urbaine ou industrielle, l'aération étant alternativement continue ou séquencée. 2909661 8 La régulation retenue s'appuie sur les mesures en ligne de nitrates et d'ammoniaque dans le bassin de boue activée. II s'agit, selon le mode de réalisation qui va être décrit par la suite, de mesures sur l'eau traitée puisque le recours à une filtration membranaire permet de considérer que l'eau traitée est 5 représentative du bassin. En effet, le bassin est alors assimilé à un réacteur parfaitement agité. La variable commandée (manipulée) est le débit d'air dans le pilote. La stratégie appliquée utilise le principe d'une commande hiérarchisée : la commande principale porte sur le choix du type d'aération, séquencée ou IO continue. Celles secondaires correspondent aux systèmes de régulation ad hoc pour la réalisation du type d'aération voulue. Le principe de la gestion 1 des modes d'aération (figure 1) est d'utiliser la mesure 2 de concentration en nitrates comme un indicateur de la charge polluante appliquée sur la station. 15 Dans l'optique où le régulateur gérant l'aération continue maintient le respect de la consigne en ammoniaque, la concentration en nitrates devient un révélateur des capacités de traitement et permet d'évaluer la capacité du système à travailler en nitrification/dénitrification simultanée. En effet, tant que l'aération nécessaire au respect de la consigne en 20 ammoniaque n'inhibe pas la dénitrification, la concentration en nitrates reste faible et le procédé met en oeuvre un mode d'aération continue 3. Inversement, si l'aération doit être forte pour répondre aux exigences précédentes, l'augmentation de l'oxygène dissous dégrade la cinétique de dénitrification et la concentration en nitrates augmente rapidement. 25 Ainsi, lorsque l'on observe une accumulation de nitrates, il correspond le plus souvent à un pic de charge polluante et il est préférable de passer en mode séquencé car le bassin biologique n'est plus dans des conditions satisfaisantes pour réaliser simultanément la nitrification et la dénitrification. 2909661 9 Bien entendu, si le mode en cours est l'aération continue, une mesure de la concentration en nitrates supérieure au seuil correspondant à un pic entraîne le maintien 5 du mode en cours. Pratiquement, la stratégie consiste à mettre en oeuvre un système de 5 gestion des modes d'aération grâce à des niveaux haut et bas en nitrates (hystérésis) et des temporisations (temps mini et maxi) pour chaque mode. A titre d'exemple, les seuils validés sur le pilote sont : seuil bas = 4 mg N-NO3/L ; seuil haut = 10 mg N-NO3/L. 10 Chacun des modes d'aération va maintenant être décrit plus en détail. Le traitement de l'aération séquencé 4 s'opère de la manière suivante (figure 2) : il s'agit là aussi d'une gestion sur seuil haut 42 et bas 43 mais avec la mesure d'ammoniaque 41 pour le déclenchement 44 et l'arrêt 45 de l'aération (hystérésis) auxquels s'ajoutent des temporisations mini et maxi en cas de 15 défaillances. Ce mode de fonctionnement peut être appliqué sur des stations uniquement équipé d'aérateur sans variateur pour une NDN classique. La mesure directe de la pollution à travers la mesure d'ammoniaque permet une conduite plus réactive et plus simple du procédé. 20 La strategie de régulation en aération continue pour réaliser une nitrification/dénitrification simultanée (NDNs) consiste en l'utilisation d'une cascade de régulateurs dits PFC (Predictive Functional Control). Le détail du régulateur est décrit par la suite. La figure 3 illustre le fonctionnement de la boucle de contrôle. 25 Un premier régulateur calcule quelle doit être la consigne d'ammoniaque à atteindre dans une plage comprise entre 1 et 4 mg--N-NH4/L en fonction de la consigne en nitrates 31 à respecter, celle-ci choisie entre 3 et 6 mg-N-NO3/L. Il s'agit de maintenir indirectement un équilibre entre les réactions de nitrification et de dénitrification en fonction de la charge polluante appliquée, la mesure des 2909661 10 concentrations en ammoniaque 32 et nitrates 33 évoluant alors de manière similaire. Dans ce cas, l'hypothèse est faite que lorsque la charge s'accroît, les nitrates augmentent, ce qui équivaut à une diminution du rendement de 5 dénitrification (DN) et une augmentation du rendement de nitrification (N), ce qui amène le rendement global (NDNs) à diminuer. La stratégie est alors d'être moins exigeant sur l'ammonium de l'eau traitée et d'autoriser un résiduel plus élevé. On tente en fait de rétablir l'équilibre des rendements de N et de DN, le contrôleur modifie alors le point de IO fonctionnement 35 du procédé (diminution de l'air) pour qu'il atteigne un nouvel optimum. Inversement, lorsque la charge décroît, on peut se permettre d'avoir une qualité d'eau traitée meilleure sans pour autant diminuer le rendement de dénitrification. Il faut noter que les deux régulateurs ne fonctionnent pas à la 15 même cadence, de façon à éviter l'instabilité du système. Le régulateur sur les NO3 modifie la consigne en ammoniaque tous les quarts d'heure, celui du NH4, toutes les minutes. Cet algorithme décrit par J. Richalet (J. Richalet (1993) Pratique de la commande prédictive , édition HERMES) a été appliqué dans le cadre d'un 20 système du premier ordre avec gain constant, cependant un gain variable peut-être utilisé suivant les cas. Une des spécificités de cette commande est la notion de trajectoire de référence. Elle spécifie la manière selon laquelle on souhaite que le procédé rejoigne la consigne sur l'horizon de prédiction. Cela revient à fixer plusieurs points de coïncidence simultanément. La plupart du temps, une 25 dynamique du premier ordre est choisie pour le retour à la consigne. Dans le cas de l'invention, on souhaite que l'écart suive une décroissance exponentielle avec une constante de temps fixée par l'opérateur. Une autre caractéristique importante est l'évolution libre du modèle : il est indépendant de l'évolution du processus, ce qui permet d'exploiter le 2909661 11 caractère récursif des fonctions de transfert et donc de limiter les calculs. L'expression de la commande est décrite ci-après. Equation I : commande PFC T i r, 5 Sm(n)=5,,,(nù1).e r +Gs • 1ùe r .u(nù1) u(n) = G (ko(SP (n)ùC(n))+Sä(n)) IO La mise en place de ce régulateur est aisée car hormis l'identification du modèle, il n'existe qu'un paramètre de réglage kä défini comme le rapport du TRBO (Temps de Réponse en Boucle Ouverte, ie sans régulation) sur TRBF (Temps de Réponse en Boucle Fermée, ie régulation enclenchée). Le kä optimum est en général de 3. 15 Une autre expression de la commande existe dans le cas où le système à piloter possèderait un retard pur O=r.Te. Equation 2 : commande PFC avec retard pur 20 u(n) = ~kn(si,(n)ûC(n)+(nûr)ùS 1(n))+Sm(nûr)) L'algorithme PFC est plus simple dans son application que le PID (régulateur Proportionnel Intégral Dérivé) mais beaucoup plus efficace. Cet 25 algorithme a déjà été utilisé dans le cadre d'une boucle cascade NH4/02/Air pour une régulation en NDN simultanée (document de brevet publié sous le numéro WO-2006/000680), et il a été démontré à cette occasion que ses performances étaient adaptées à ce type de problématique. L'unité pilote ayant été utilisée pour réaliser des tests du procédé selon 30 l'invention est décrite ci-après. 2909661 12 Les bioréacteurs à membranes combinent les techniques séparatives à membrane et les réacteurs biologiques. La principale modification par rapport à une filière de boue activée classique est le remplacement du clarificateur par l'unité de filtration membranaire 6 qui assure la séparation de la liqueur mixte et 5 de l'eau traitée. Le bioréacteur à membrane 7 est basé sur une technologie hybride : le module de filtration est immergé dans un compartiment placé sur une boucle de recirculation en dehors du réacteur biologique. Le pilote est directement alimenté par une eau résiduaire urbaine. Elle est IO d'abord dégrillée à lmm sur un tamis rotatif puis pompée vers le bioréacteur. L'alimentation de l'eau brute est séquencée en fonction du niveau dans la colonne. Le volume du réacteur biologique 7 est d'environ 1,7 m3, muni d'un agitateur 71 afin d'homogénéiser les boues activées. L'aération du bassin est 15 assurée par un diffuseur d'air 72 de type fines bulles. La régulation de l'air est l'objet de la présente invention. Afin de suivre la concentration en oxygène dissout dans le réacteur biologique, une sonde à oxygène 73 est immergée dans le bassin à boues activées. 20 Les purges de boues sont réalisées automatiquement sur ouverture de la vanne de purge 74 située sur la boucle de recirculation 741 à l'entrée du compartiment membrane 6. L'âge des boues a varié pendant la durée des essais. Il a été d'environ 16 jours pendant toute la période de référence. Pour la phase de NDN simultanée, il 25 est passé de 16 à 22 puis à 30 jours au cours de la période. La raison principale de ces modification est le maintien d'un niveau correct de matière en suspension (MES) dans le bassin lié à une diminution de la production de boue comme cela va être indiqué clans la partie résultats. Une injection du chlorure ferrique 75 lors de la déphosphatation physico- 30 chimique se fait directement dans le réacteur. Le débit de la pompe d'injection 2909661 13 76 est asservi au débit de soutirage 77 afin d'obtenir un taux de traitement constant. Le module membranaire 6, immergé dans un compartiment membrane, est composé d'un ensemble de fibres creuses de microfiltration fabriqué par 5 Memcor (Australie ù marque déposée). La filtration 61 de la liqueur mixte, est effectuée par aspiration, par le haut du module à un débit de soutirage régulé par l'automate. Le perméat est stocké dans une cuve servant pour les rétrolavages avant d'être rejeté à l'égout. Les cycles de filtration et de rétrolavage (injection de perméat à contre-courant) sont respectivement de 12 minutes et 30 secondes. 10 Un système d'aération grosses bulles 62 permet d'agiter les fibres membranaires et de limiter la formation d'un gâteau à leur surface. Chaque semaine, un nettoyage de maintenance au chlore est réalisé en injectant une solution à 300 ppm à contre-courant. Lorsque la perméabilité de la membrane atteint un seuil bas d'environ 80 15 L.h-'.m-2.bar-', des nettoyages chimiques à l'acide citrique sont effectués. Les membranes se présentent sous forme de fibres creuses à peau externe (filtration de l'extérieur vers l'intérieur) assemblées dans un module représentant une surface de filtration de 10 m2. Leur seuil de coupure est d'environ 0.1 m. Résultats 20 Régulation nitrification/dénitrification simultanée seule sur consigne constante en NH4. Les essais réalisés pour réguler la concentration en ammoniaque par un contrôleur PFC (figure 5) ont démontré que le pouvoir de commande du débit d'air était satisfaisant et qu'il était donc possible d'obtenir un suivi de consigne 25 acceptable grâce au contrôle de la quantité d'air injecté. En outre, on observe qu'un système feedback seul peut convenir à ce procédé pour anticiper les variations de l'effluent. En effet, dans notre exemple, le débit ne varie pas au cours de la journée. On peut noter, un effet de pompage pendant la pointe qui pourrait être 30 gênant si le débit d'alimentation était éminemment variable, ce point serait réglé 2909661 14 par l'utilisation de la commande décrite dans le document de brevet publié sous le numéro WO-2006/000680. On observe aussi que la concentration en oxygène dissous est quasi nulle pendant le traitement, avec un maxirnum de 0,3 mg-021L. L'absence d'oxygène 5 résiduel, malgré quelques pics ponctuels est un bon indicateur de l'efficacité du processus de contrôle de la NDN simultanée. Cependant, les concentrations en nitrates demeurent élevées pendant les pointes de charge polluante. Il est donc nécessaire d'adapter les consignes en ammoniaque de façon à ne pas inhiber la cinétique de dénitrification par un IO excès d'oxygénation même faible. Adaptation de la consigne d'ammoniaque au cours du temps (boucle cascade NO3/NH4). La régulation cascade permet d'adapter en continu les objectifs de traitement de l'ammoniaque. La figure 6 présente les effets de la régulation en 15 cascade des concentrations en NO3 et NH4. Une diminution des valeurs de pointe en nitrates est observée en comparaison avec la figure 5, dans des conditions similaires de traitement. Dans cet essai, le seuil maximum fixé sur la teneur en nitrates dans l'eau traitée était de 6 mg-N-NO3/L. 20 Les effets du régulateur s'évaluent grâce aux variations des concentrations en ammoniaque en vue de l'adaptation des consignes aux conditions de traitement. En effet, les consignes en NH4 (bornées entre 2 et 6 mg-N-NH4/L) évoluent au cours de la journée pour s'adapter aux possibilités de dénitrification. 25 Ainsi, pendant la période de pointe (matinée), la concentration en NH4 de l'eau traitée atteint 6 mg-N-NH4/L. A contrario, pendant les heures creuses, elle approche 2 mg-N-NH4/L avec le maintien d'une concentration en nitrates inférieure à 6 mg-N-NO3/L. Cet exemple montre bien la complérnentarité des deux mesures nitrates et 30 ammoniaque pour optimiser la NDN simultanée. 2909661 15 Apports du changement automatique de mode d'aération Malgré les adaptations des consignes de traitement en continu par la régulation cascade (NO3, NH4), ces améliorations peuvent être parfois insuffisantes pour certaines conditions de traitement : en particulier pour les 5 fortes charges ponctuelles quelles soient massiques ou volumiques. Les figures 7 et 8 illustrent les effets d'un couplage entre aeration séquencée et continue. Le régulateur objet de l'invention, permet de passer d'un mode à l'autre en fonction de seuils haut et bas en nitrates. On ménage ainsi des périodes de non aération favorisant la dénitrification IO quand les charges appliquées ne perrnettent pas de réaliser une NDN simultanée de manière satisfaisante. Les résultats montrent que cela peut être le cas deux à trois heures par jour. Le bénéfice vient de la diminution substantielle de la concentration moyenne en nitrates dans l'eau traitée. L'observation de la figure 8 confirme une 15 réduction de l'amplitude des pics de nitrate pendant la période de pointe sans nuire à la valeur de l'ammoniaque. Ce système apporte donc une robustesse supplémentaire à la conduite des bassins de boues activées et autres procédés de traitementbiologique, en permettant un repli automatique vers une aération classique grâce à un indicateur 20 pertinent. Par ailleurs, un effet supplémentaire important du passage dans le mode de régulation objet de l'invention a été la réduction de la production de boue. La figure 9 affiche la distribution des productions de boue (Nb semaine/Quantité de boue produite) pour chaque configuration. On observe que le passage en NDN 25 simultanée déplace le barycentre de la distribution de 0,40 kg MES/kg DCO à 0,35 kg MES/kg DCO. Les valeurs obtenues correspondent à une diminution de 13% de la quantité de boue produite. De plus, si l'on considère invariante la fraction minérale liée au traitement physico-chimique du phosphore qui est de l'ordre de 30 0,1 kg MES/kg DCO, on obtient alors une réduction de la production de boue 2909661 16 biologique de 17%. C'est ce constat qui a permis d'augmenter l'âge des boues dans le bassin sans être limité par les performances de la filtration membranaire. La diminution de la production est un avantage important dérivant de l'application de ladite loi de régulation. 5 REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement d'eaux à l'aide d'un réacteur biologique en vue d'abattre la pollution azotée contenue dans lesdites eaux, ledit réacteur intégrant une biomasse aérée par des moyens d'aération, ledit traitement comprenant des phases de nitrification/dénitrification simultanées, caractérisé en ce que ledit traitement met alternativement en oeuvre deux modes d'aération : un mode d'aération dit continu ; un mode d'aération séquencé au cours duquel l'arrêt de l'aération est déclenché quand la concentration en ammoniaque atteint un seuil bas prédéterminé et le déclenchement de l'aération est déclenché quand la concentration en ammoniaque atteint un seuil haut prédéterminé, le passage d'un mode d'aération à l'autre étant déclenché en fonction de la concentration en nitrates dans lesdites eaux, ledit mode d'aération dit continu étant déclenché lorsque ladite concentration en nitrates atteint un seuil bas prédéterminé, et ledit mode d'aération séquencé étant déclenché lorsque ladite concentration en nitrates atteint un seuil haut prédéterminé. 2. Procédé de traitement d'eaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mode d'aération dit continu est déclenché lorsque ladite concentration en nitrates atteint, dans le sens d'une diminution, un seuil d'environ 4 mg/l. 3. Procédé de traitement d'eaux selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit mode d'aération séquencé est déclenché lorsque ladite concentration en nitrates atteint, dans le sens d'une augmentation, un seuil d'environ 10 mg/I. 4. Procédé de traitement d'eaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'aération, pendant ledit mode d'aération séquencé, est 2909661 18 limité dans le temps par une temporisation. 5. Procédé de traitement d'eaux, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'arrêt de l'aération, pendant ledit mode d'aération séquencé, est limité dans le temps par une temporisation. 5 6. Procédé de traitement d'eaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit mode d'aération continue met en oeuvre une méthode de contrôle prédictif des concentrations en nitrates et en ammoniaque dans lesdites eaux. 7. Procédé de traitement d'eaux selon la revendication 6, caractérisé en ce 10 que ladite méthode de contrôle prédictif comprend des étapes successives de régulation d'une consigne d'ammoniaque à atteindre en fonction d'une consigne en nitrates à atteindre. 8. Procédé de traitement d'eaux selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que ladite méthode de contrôle prédictif comprend des 15 étapes successives de régulation d'une consigne d'aération lorsque ladite concentration en nitrates atteint un seuil haut prédéterminé. 9. Procédé de traitement d'eaux selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que lesdites étapes de régulation de ladite consigne d'ammoniaque et lesdites étapes de régulation de ladite consigne d'aération sont cadencées. 20 10. Procédé de traitement d'eaux selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdites étapes de régulation de ladite consigne d'ammoniaque et lesdites étapes de régulation de ladite consigne d'aération sont cadencées et décalées dans le temps les unes par rapport aux autres.