Communauté
biologique - Le contrôle des teneurs en ammoniac et en nitrite
dans les filtres biologiques est accompli par les bactéries nitrifiantes.
Les Nitrosomonas convertissent l'ammoniac en nitrite, et les Nitrobacter
convertissent le nitrite en nitrate.
Les bactéries
nitrifiantes sont très sensibles aux conditions du milieu, en
particulier les Nitrobacter. Plusieurs facteurs peuvent limiter leur
croissance. La surface active du filtre biologique devrait être
située à l'obscurité, la lumière ayant un
effet d'inhibition. Un excès de matière organique inhibe
également les nitrifiantes. Enfin, une population équilibrée
de bactéries hétérotrophes est essentielle au contrôle
des contaminants organiques solubles.
Physico-chimie
de l'eau - L'ammoniac et le nitrite ne sont que des sources d'azote
pour les bactéries. D'autres nutriments incluant le carbone,
le phosphore et les oligo-éléments sont également
essentiels. Le carbone doit être sous forme inorganique et est
évalué par l'alcalinité carbonate. Le bicarbonate
de sodium (soda à pâte) est utilisé fréquemment
pour ajuster l'alcalinité carbonate qui devrait être maintenue
au-delà de 100 mg/L; une déficience en carbonate arrêtera
la nitrification.
Le pH optimal pour
la nitrification se situe autour de 8.0. Les valeurs hors du champ 7.0
- 8.6 peuvent affecter l'efficacité de la nitrification. Les
Nitrosomonas produisent de l'acidité lors de leur croissance;
le pH doit donc être suivi et ajusté lorsque requis.
Les bactéries
nitrifiantes nécessitent une teneur en oxygène adéquate.
L'eau d'un filtre biologique devrait toujours contenir au moins 4 mg/L
d'oxygène dissous. La température optimale pour la nitrification
est autour de 30°C; le taux d'enlèvement peut diminuer approximativement
de moitié pour chaque diminution de 10°C. Ainsi, un filtre
opérant à 30°C peut enlever le même taux d'ammoniac
qu'un autre filtre ayant deux fois plus de capacité mais opérant
à 20°C.
Conception physique
- Le rôle de tous les filtres biologiques (lits filtrant, biodisques
ou lits fluidisés) est de fournir un habitat pour les micro-organismes.
Une surface de contact importante permet le développement d'une
large population de bactéries. La surface de contact doit cependant
être équilibrée avec la porosité du filtre.
Étant donné que la filtration biologique résulte
en une croissance de masse bactérienne, les filtres ayant une
porosité inadéquate se colmatent rapidement. Un biofiltre
bien conçu devrait être autonettoyant. Enfin, la nature
de la matrice physique peut également affecter la mise en opération
du filtre. Les surfaces lisses sont plus difficiles à coloniser
par les bactéries que les surfaces rugueuses.
