Caractérisation de l'encrassement et récupération des performances d'aération des diffuseurs à pores fins dans les usines de traitement des eaux usées
En tant qu'étape critique du processus de boues activées des stations d'épuration municipales (STEP), l'aération pour l'approvisionnement en oxygène fournit non seulement suffisamment d'oxygène pour soutenir les activités vitales fondamentales des micro-organismes, mais maintient également les boues en suspension, facilitant ainsi l'adsorption et l'élimination des polluants. L'aération est également l'unité-qui consomme le plus d'énergie dans les STEP, représentant 45 à 75 % de la consommation totale d'énergie de l'usine. Par conséquent, les performances du système d’aération affectent directement l’efficacité du traitement et les coûts opérationnels de la STEP. L'équipement d'aération est un élément clé du système d'aération, les aérateurs à fines bulles étant les plus couramment utilisés dans les STEP municipales en raison de leur efficacité élevée de transfert d'oxygène (OTE). Cependant, lors d'un fonctionnement à long-terme, les polluants s'accumulent inévitablement à la surface et dans les pores des aérateurs. Pour garantir la qualité des effluents, un apport d’air supplémentaire provenant des soufflantes est nécessaire, ce qui entraîne une augmentation de la consommation d’énergie. De plus, la pollution exacerbe le colmatage des pores et altère le matériau de l'aérateur. La perte de pression (pression humide dynamique, DWP) des composants de l'aérateur augmente au cours d'un fonctionnement prolongé, augmentant la pression de l'air de sortie du ventilateur et provoquant un gaspillage d'énergie supplémentaire.
Les polluants qui s’accumulent à la surface et à l’intérieur des pores des aérateurs à fines bulles comprennent les encrassements biologiques, organiques et inorganiques. L'encrassement organique résulte de l'adsorption et de la précipitation de matières organiques et du dépôt de sécrétions microbiennes. L'encrassement inorganique est généralement constitué de précipités chimiques formés par des cations polyvalents, tels que des oxydes métalliques. Selon qu’ils peuvent être éliminés par nettoyage physique, les polluants peuvent être classés comme encrassements physiquement réversibles ou physiquement irréversibles. L'encrassement physiquement réversible peut être éliminé par des méthodes physiques simples comme le lavage mécanique, car ces polluants sont faiblement attachés à la surface de l'aérateur. Les salissures physiquement irréversibles ne peuvent pas être éliminées par un nettoyage physique et nécessitent un nettoyage chimique plus approfondi. Parmi les encrassements physiquement irréversibles, les polluants qui peuvent être éliminés par nettoyage chimique sont appelés encrassements chimiquement réversibles, tandis que ceux qui ne peuvent pas être éliminés même par nettoyage chimique sont considérés comme des encrassements irrécupérables.
Actuellement, les aérateurs à fines bulles utilisés au niveau national incluent des matériaux en caoutchouc traditionnels tels que l'éthylène propylène diène monomère (EPDM) et des matériaux plus récents comme le polyéthylène haute-densité (HDPE). La couche de distribution de gaz des aérateurs en PEHD est formée en recouvrant le tuyau d'alimentation en air intérieur de polymère fondu, avec des diamètres de pores d'environ (4,0 ± 0,5) mm. Le PEHD offre de bonnes propriétés de résistance chimique, mécanique et aux chocs ainsi qu’une longue durée de vie. Cependant, la taille de ses pores est inégale et inégalement répartie, ce qui les rend sujets aux dépôts de polluants. Le matériau EPDM est très flexible et possède des pores créés par découpe mécanique. Les aérateurs EPDM ont un nombre plus élevé de pores par unité de surface, produisant des bulles plus petites (minimum 0,5 mm). Le caractère hydrophile de la membrane en caoutchouc favorise également la formation de bulles. Cependant, les micro-organismes ont tendance à s'attacher et à se développer sur les surfaces EPDM, en utilisant des plastifiants comme substrat. Parallèlement, la consommation de plastifiants provoque le durcissement du matériau de l'aérateur, ce qui entraîne finalement des dommages par fatigue et une durée de vie raccourcie. Par conséquent, il est nécessaire d’étudier les schémas d’accumulation de polluants sur ces deux matériaux et les changements qui en résultent dans l’efficacité du transfert d’oxygène et la perte de pression.
Cette étude a porté sur les aérateurs à fines bulles remplacés après des années de fonctionnement dans deux STEP municipales présentant des conditions de traitement similaires à celles des sujets de recherche. Les polluants présents sur les aérateurs ont été extraits et caractérisés couche par couche pour identifier leurs principaux composants. Sur cette base, l'efficacité des méthodes de nettoyage pour récupérer l'efficacité du transfert d'oxygène des aérateurs a été évaluée, dans le but de fournir des données fondamentales et des références techniques pour le fonctionnement optimisé et stable à long terme des systèmes d'aération à fines bulles.
1 Matériels et méthodes
1.1 Introduction aux stations d'épuration des eaux usées
Les deux stations d'épuration sont situées à Shanghai et utilisent le procédé anaérobie-anoxique-oxique (AAO) comme traitement principal. La STEP A utilise une chambre à sable vortex + un AAO conventionnel + un filtre à fibres à haute efficacité-+ un processus de désinfection UV. La STEP B utilise une chambre à sable aérée + un AAO conventionnel + un bassin de sédimentation à haute efficacité-+ un processus de désinfection par UV. Les deux usines répondent de manière stable à la norme de catégorie A de la « Norme de rejet de polluants pour les usines de traitement des eaux usées municipales » (GB 18918-2002). Les paramètres spécifiques de conception et de fonctionnement sont présentés dansTableau 1.
1.2 Extraction et caractérisation des polluants des aérateurs
Les aérateurs à fines bulles utilisés dans les expériences étaient un aérateur tubulaire en PEHD (Ecopolemer, Ukraine) collecté dans l'usine A et un aérateur tubulaire en EPDM (EDI-FlexAir, USA) collecté dans l'usine B. Des photos des deux sont présentées dansFigure 1. L'ancien tube HDPE était en service depuis 10 ans, avec des dimensions D × L =120 mm × 1 000 mm et un diamètre de pores de (4 ± 0,50) mm, capable de produire de fines bulles de 2 à 5 mm. L'ancien tube EPDM était en service depuis 3 ans, avec des dimensions D×L=91 mm×1003 mm, produisant de fines bulles de 1,0~1,2 mm, avec un diamètre minimum de bulles de 0,5 mm.
Les anciens tubes HDPE et EPDM ont été récupérés des réservoirs aérobies, placés sur un film alimentaire et rincés à l'eau déminéralisée. Le lavage mécanique a été effectué à l'aide d'une lame stérilisée à la flamme pour gratter les polluants fixés à la surface de l'aérateur.
Pour étudier plus en détail l’impact de l’encrassement sur les performances de transfert d’oxygène, un nettoyage chimique a été effectué sur le tube HDPE. Après lavage mécanique, le tube HDPE a été trempé dans des solutions à 5 % de HCl et à 5 % de NaClO pendant 24 heures respectivement. Les vieux tubes, les tubes lavés mécaniquement et les tubes nettoyés chimiquement ont été séchés dans un four à 60 degrés (modèle XMTS-6000) pendant 60 heures. Leurs surfaces ont ensuite été examinées par microscopie électronique à balayage (SEM, modèle JSM-7800F, Japon), spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie (EDX, Oxford Instruments, Royaume-Uni) et microscopie confocale à balayage laser (CLSM, modèle TCS SP8, Allemagne). La solution de nettoyage HCl a été filtrée à travers une membrane de 0, 45 µm et une analyse quantitative des cations polyvalents (y compris les ions Ca, Mg, Al, Fe, etc.) a été réalisée à l'aide d'une spectrométrie d'émission optique à plasma à couplage inductif (ICP, modèle ICPS-7510, Japon). Comme HCl et NaClO peuvent provoquer une dénaturation et un vieillissement de la membrane EPDM, aucun nettoyage chimique n'a été effectué sur le tube EPDM. Le tube EPDM a été coupé en morceaux de membrane de 5 cm × 5 cm et trempé dans du HCl pour une analyse quantitative des cations polyvalents dans la solution.
1.3 Appareil et méthode de test pour les performances de transfert d’oxygène de l’aérateur
Les performances de transfert d'oxygène des aérateurs à fines bulles ont été testées conformément à la « Détermination des performances de transfert d'oxygène dans l'eau propre des aérateurs à fines bulles » (CJ/T 475-2015). La configuration de test est présentée dansFigure 2.
L'appareil est une structure en acier inoxydable- mesurant 1,2 m × 0,3 m × 1,4 m, avec des fenêtres d'observation en verre organique des deux côtés. L'aérateur a été fixé en bas au centre à l'aide d'un support métallique, avec une profondeur d'immersion de 1,0 m. Un analyseur de qualité de l'eau multi-paramètres (Hach HQ30D, USA) a été utilisé pour surveiller la concentration d'oxygène dissous (OD) en temps réel-. Du sulfite de sodium anhydre a été utilisé comme agent de désoxygénation et du chlorure de cobalt comme catalyseur. La lecture du manomètre représentait la pression humide dynamique de l'aérateur (DWP, kPa). Les résultats des mesures ont été corrigés en fonction de la température, de la salinité et de l'OD. L'efficacité de transfert d'oxygène standardisée (SOTE, %) a été utilisée comme indice d'évaluation.
La consommation d'énergie du ventilateur est liée à la fois au débit d'air d'alimentation et à la pression d'air de sortie, qui sont respectivement influencés par le SOTE et le DWP de l'aérateur. Par conséquent, un indice de consommation d'énergie d'aération J (kPa·h/g), représentant l'effet combiné du SOTE et du DWP, a été utilisé pour évaluer les performances de l'aérateur. Elle est définie comme la perte de pression que l'aérateur doit surmonter par unité de masse d'oxygène transférée. J est calculé à partir de la pente de l’ajustement de régression linéaire entre DWP/SOTE et le débit d’air (AFR), comme le montre l’équation suivante :
Où:
FRest le débit d'air, m³/h ;
ρairest la densité de l'air, prise comme 1,29 × 10³ g/m³ à 20 degrés ;
yO2est la teneur en oxygène de l'air, mesurée à 0,23 g O₂/g d'air.
2 Résultats et analyse
2.1 Performances de transfert d’oxygène des aérateurs neufs, anciens et nettoyés
Figure 3montre le SOTE et le DWP des aérateurs à différents débits d'air.
D'après les figures 3 (a) et (b), les valeurs SOTE pour les nouveaux tubes HDPE et EPDM étaient respectivement de (7,36 ± 0,53) % et (9,68 ± 1,84) %. Le tube EPDM produit des bulles plus petites avec une surface spécifique plus grande, augmentant la surface de contact gaz-liquide et le temps de séjour, entraînant ainsi un SOTE plus élevé. Le SOTE des deux aérateurs a diminué avec l'augmentation de l'AFR, car un AFR plus élevé augmente le nombre de bulles et la vitesse initiale, entraînant davantage de collisions de bulles et la formation de bulles plus grosses, ce qui entrave le transfert d'oxygène de la phase gazeuse à la phase liquide. Le SOTE du tube EPDM a montré une tendance à la baisse plus prononcée avec l'augmentation de l'AFR par rapport au tube HDPE. En effet, les pores de l'aérateur HDPE sont rigides et ne changent pas avec l'AFR, tandis que les pores de l'aérateur EPDM sont flexibles et s'ouvrent plus largement avec un AFR accru, formant des bulles plus grosses et réduisant davantage le SOTE.
Après un fonctionnement à long terme-, le SOTE du tube HDPE a chuté à (5,39 ± 0,62) %, soit une réduction de 26,7 %, principalement en raison de l'accumulation de polluants obstruant les pores et réduisant le nombre de pores efficaces pour la génération de bulles. Le lavage mécanique a augmenté le SOTE du tube HDPE à (5,59 ± 0,66) %, mais la récupération n'a pas été significative, peut-être parce que les polluants présents sur le tube HDPE étaient non seulement attachés à la surface mais également déposés à l'intérieur des pores, les rendant difficiles à éliminer par lavage mécanique. Jiang et coll. ont découvert que NaClO peut éliminer efficacement les polluants des tubes en PEHD et restaurer leurs performances d'aération. Après le nettoyage au NaClO, le SOTE du tube HDPE s'est rétabli à (6,14 ± 0,63) %, soit 83,4 % du niveau du nouveau tube, toujours incapable de se rétablir complètement. En effet, au cours d'un fonctionnement prolongé, les polluants s'attachent étroitement, modifiant la structure des pores, obstruant le flux d'air, augmentant la coalescence des bulles, réduisant la surface spécifique des bulles et le temps de séjour, et entravant ainsi le transfert d'oxygène. Simultanément, l’encrassement provoque une répartition inégale de l’air, dégradant les performances globales.
Le SOTE de l'ancien tube EPDM a chuté à (9,06 ± 1,75) %, soit une réduction de 6,4 %. Outre le colmatage des pores dû à l'accumulation de polluants, l'encrassement biologique consomme des plastifiants présents dans le matériau, durcissant l'aérateur et déformant les pores. Les pores déformés ne peuvent pas revenir à leur état d’origine, produisant des bulles plus grosses et réduisant le SOTE. Le lavage mécanique a augmenté le SOTE du tube EPDM à (9,47 ± 1,87) %, le rétablissant presque au niveau du nouveau tube, indiquant que les polluants sur le tube EPDM étaient faiblement attachés à la surface et pouvaient être en grande partie éliminés par lavage mécanique.
D'après les figures 3 (c) et (d), le DWP du nouveau tube EPDM était de (6,47 ± 0,66) kPa, nettement supérieur à celui du nouveau tube HDPE [(1,47 ± 0,49) kPa]. En effet, le diamètre des pores du tube EPDM est plus petit que celui du tube HDPE, ce qui entraîne une plus grande résistance lorsque les bulles sont expulsées. Après un fonctionnement à long-terme, le DWP de l'ancien tube HDPE a augmenté jusqu'à (4,36 ± 0,56) kPa, soit 2,97 fois celui du nouveau tube. L’augmentation du DWP est liée à la fois au degré de colmatage des pores et aux changements de matériaux. Le lavage mécanique a réduit le DWP du tube HDPE à 2,25 fois celui du nouveau tube. Le nettoyage au NaClO l'a encore réduit à (2,04 ± 0,45) kPa, soit 1,39 fois celui du nouveau tube. Cela indique à nouveau que la plupart des polluants présents sur le tube HDPE se sont déposés à l'intérieur des pores et n'ont pas pu être efficacement éliminés par un lavage mécanique, nécessitant un nettoyage au NaClO pour restaurer les performances. Le DWP de l'ancien tube EPDM a augmenté à (8,10 ± 0,94) kPa, soit 1,25 fois celui du nouveau tube, et a diminué à 1,10 fois après lavage mécanique.
Figure 4montre le changement de DWP/SOTE (noté DWP') avec AFR pour les aérateurs.
Une équation de régression linéaire a été utilisée pour ajuster DWP' par rapport à AFR, et le paramètre de consommation d'énergie J a été obtenu à partir de la pente. Les valeurs J pour les nouveaux tubes HDPE et EPDM étaient respectivement de 0,064 et 0,204 kPa·h/g, ce qui indique que par unité de masse d'oxygène transférée, le tube EPDM doit surmonter une perte de pression plus importante. Au moment du remplacement, les valeurs J pour les tubes HDPE et EPDM ont augmenté respectivement à 0,251 et 0,274 kPa·h/g. L'encrassement de l'aérateur entraînant une perte de pression accrue peut affecter le fonctionnement sûr du ventilateur. Après lavage mécanique, les valeurs J pour les tubes HDPE et EPDM ont diminué respectivement à 0,184 et 0,237 kPa.h/g. Les modifications de J peuvent être utilisées pour l’analyse quantitative des polluants des aérateurs. La différence de J entre l'ancien tube et le tube lavé mécaniquement est causée par un encrassement physiquement réversible. La différence entre le tube nettoyé mécaniquement et le tube neuf est due à un encrassement physiquement irréversible. La différence entre le tube nettoyé mécaniquement et le tube nettoyé chimiquement est causée par un encrassement chimiquement réversible, tandis que la différence entre le tube nettoyé chimiquement et le nouveau tube est causée par un encrassement irrécupérable. La figure 5 montre l'évolution du paramètre de consommation d'énergie J pour les aérateurs.
DepuisFigure 5, pour le tube HDPE, les encrassements physiquement réversibles et physiquement irréversibles représentaient respectivement 35,8 % et 64,2 % de l'encrassement total. Parmi les encrassements physiquement irréversibles, les encrassements chimiquement réversibles et irrécupérables représentaient respectivement 42,8 % et 21,4 %. Pour le tube EPDM, les encrassements physiquement réversibles et physiquement irréversibles représentaient respectivement 52,9 % et 47,1 %. L'encrassement irrémédiable n'apparaît pas initialement mais s'accumule au fil du temps, déterminant finalement la durée de vie de l'aérateur. Par conséquent, des programmes de nettoyage raisonnables doivent être établis pour ralentir la transition d’un encrassement réversible à un encrassement irréversible et minimiser l’accumulation d’encrassement irréversible.
2.2 Observation SEM des aérateurs neufs, anciens et nettoyés
Figure 6montre des images SEM des surfaces d'aérateurs neufs, anciens et nettoyés mécaniquement. La structure poreuse du nouveau tube HDPE est clairement visible, tandis que la surface du nouveau tube EPDM est lisse avec des pores-bien coupés. Après plusieurs années de fonctionnement, la morphologie de surface des deux aérateurs a considérablement changé. Des polluants inégaux ressemblant à des bâtonnets et à des blocs recouvraient complètement la surface, avec des agrégats de polluants autour et à l'intérieur des pores, entravant le transfert d'oxygène et augmentant la perte de pression. Après lavage mécanique, la plupart des polluants présents à la surface du tube EPDM ont été éliminés, mais les pores sont restés obstrués. Pour le tube HDPE, l’épaisseur de la couche de polluant a diminué, mais les pores étaient toujours recouverts.
2.3 Analyse de l'encrassement inorganique des aérateurs neufs, anciens et nettoyés
EDX a été utilisé pour analyser plus en détail la composition élémentaire principale des surfaces de l'aérateur, avec les résultats présentés dansTableau 2. Du carbone, de l'oxygène, du fer, du silicium et du calcium ont été détectés sur les surfaces en HDPE et en EPDM. Le tube HDPE contenait également du magnésium, tandis que le tube EPDM contenait de l'aluminium. On en déduit que les polluants inorganiques présents sur le tube HDPE étaient du dioxyde de silicium, du carbonate de calcium, du carbonate de magnésium et du phosphate de fer, tandis que ceux présents sur le tube EPDM étaient du dioxyde de silicium et de l'oxyde d'aluminium. Ces précipités inorganiques se sont formés lorsque les concentrations d'ions inorganiques provenant des eaux usées municipales et des boues activées ont atteint la saturation à la surface de l'aérateur. Après le lavage mécanique, les éléments inorganiques sur les surfaces de l'aérateur ont montré peu de différence par rapport aux anciens tubes, ce qui indique que le lavage mécanique ne peut pas éliminer efficacement les polluants inorganiques. Kim et coll. ont découvert qu'après un fonctionnement à long-terme, les polluants inorganiques sont recouverts par des polluants organiques, adhérant étroitement à la surface et à l'intérieur des pores, les rendant difficiles à éliminer par lavage mécanique.
Après le nettoyage au HCl, les ions métalliques présents sur les surfaces de l'aérateur ont été complètement éliminés. Le HCl a corrodé une partie de la couche organique recouvrant la surface, y a pénétré et a réagi avec les ions métalliques, éliminant les précipités inorganiques par neutralisation et décomposition. La solution de nettoyage HCl utilisée pour le trempage des aérateurs a été analysée par ICP pour calculer la teneur en polluants inorganiques. Les teneurs en Ca, Mg et Fe pour le tube HDPE étaient respectivement de 18,00, 1,62 et 13,90 mg/cm², tandis que pour le tube EPDM, les teneurs en Ca, Al et Fe étaient respectivement de 9,55, 1,61 et 3,38 mg/cm².
2.4 Analyse de l'encrassement organique des aérateurs neufs, anciens et nettoyés
Pour examiner quantitativement la distribution des polluants organiques, le logiciel Image J a été utilisé pour calculer le biovolume et le taux de couverture du substrat du total des cellules, des polysaccharides et des protéines à partir de micrographies CLSM, les moyennes étant prises comme résultats finaux (Figure 7).
D'après la figure 7 (a), les protéines et les cellules totales étaient respectivement les principaux composants des polluants organiques sur les tubes HDPE et EPDM, avec des volumes totaux maximaux atteignant 7,66 × 10⁵ et 7,02 × 10⁵ μm³. Le volume cellulaire total sur le tube EPDM était 2,5 fois supérieur à celui du tube HDPE, ce qui concorde avec les conclusions de Garrido-Baserba et al., qui ont signalé une concentration d'ADN total plus élevée sur les anciens aérateurs EPDM que sur d'autres matériaux. Wanger et coll. ont découvert que lorsque des micro-organismes s'attachent aux tubes EPDM, si l'environnement ne dispose pas de suffisamment de substrat organique, ils se tournent vers des plastifiants à membrane EPDM. Les micro-organismes peuvent utiliser des plastifiants comme source de carbone, accélérant ainsi la croissance et la reproduction, intensifiant ainsi l'encrassement biologique sur la surface de l'EPDM. Les teneurs en polysaccharides et en protéines du tube EPDM étaient bien inférieures à celles du tube HDPE, probablement en raison de l'âge plus élevé des boues dans l'usine B par rapport à l'usine A, conduisant à une concentration plus faible de substance polymère extracellulaire (EPS). En tant que composants principaux de l'EPS, les protéines et les polysaccharides sécrétés par les micro-organismes sont devenus des sources importantes de polluants organiques à la surface des tubes en PEHD dans l'usine A.
Après lavage mécanique, les quantités totales de cellules, de polysaccharides et de protéines sur le tube HDPE ont diminué de 1,49 × 10⁵, 0,13 × 10⁵ et 1,33 × 10⁵ μm³, respectivement. Sur le tube EPDM, les diminutions correspondantes étaient respectivement de 2,20×10⁵, 1,88×10⁵ et 2,38×10⁵ μm³. Cela indique que le lavage mécanique peut réduire dans une certaine mesure l’encrassement organique.
Cependant, pour le tube HDPE, la zone de couverture du substrat par les polysaccharides et les protéines a augmenté après lavage mécanique-de 2,75 % et 6,28 % à 4,67 % et 7,09 %, respectivement [Figure 7(b)]. Cela est dû au fait que les substances polymères extracellulaires (EPS) possèdent une viscosité élevée. Par conséquent, le lavage mécanique a eu pour effet contre-productif de propager plus largement les protéines, les polysaccharides et les polluants inorganiques sur la surface du tube HDPE, conduisant à une plus grande couverture de zone. Cela explique probablement pourquoi le lavage mécanique n'a pas réussi à restaurer de manière significative l'efficacité de l'aération du tube en PEHD.
Après le nettoyage au NaClO, le nombre total de cellules, de polysaccharides et de protéines sur le tube HDPE a diminué respectivement de 2,34 × 10⁵, 3,42 × 10⁵ et 4,53 × 10⁵ μm³, montrant une efficacité d'élimination nettement supérieure à celle du lavage mécanique. NaClO oxyde les groupes fonctionnels des polluants organiques en cétones, aldéhydes et acides carboxyliques, augmentant le caractère hydrophile des composés parents et réduisant l'adhésion des polluants à l'aérateur. De plus, les flocs de boues et les colloïdes peuvent être décomposés par les oxydants en fines particules et en matière organique dissoute.
3Conclusions
①Les valeurs SOTE pour les nouveaux tubes HDPE et EPDM étaient respectivement de (7,36 ± 0,53) % et (9,68 ± 1,84) %. Le SOTE du tube EPDM a montré une tendance à la baisse plus prononcée avec l'augmentation de l'AFR par rapport au tube HDPE. En effet, les pores de l'aérateur HDPE sont rigides et ne changent pas avec l'AFR, tandis que les pores de l'aérateur EPDM sont flexibles et s'ouvrent plus largement avec un AFR accru, formant des bulles plus grosses et réduisant davantage le SOTE.
②En raison de l'accumulation de polluants à la surface et à l'intérieur des pores, l'efficacité du transfert d'oxygène du tube HDPE a diminué de 26,7 % et sa perte de pression a augmenté jusqu'à 2,97 fois celle du nouveau tube. Comme la plupart des polluants présents sur le tube HDPE se déposaient à l’intérieur des pores, le lavage mécanique n’était pas efficace. Après nettoyage chimique, le SOTE du tube HDPE s'est rétabli à 83,4 % du niveau du nouveau tube et le DWP a diminué à 1,39 fois celui du nouveau tube, montrant une amélioration significative des performances. Cependant, en raison des dépôts de polluants, il n’a pas pu retrouver complètement son état d’origine. Pour le tube HDPE, les encrassements physiquement réversibles, chimiquement réversibles et irrécupérables représentaient respectivement 35,8 %, 42,8 % et 21,4 %.
③Après un fonctionnement à long-terme, l'efficacité du transfert d'oxygène du tube EPDM a diminué de 6,4 % et sa perte de pression a augmenté jusqu'à 1,25 fois celle du nouveau tube. Après le lavage mécanique, les performances d'aération du tube EPDM ont été presque rétablies au niveau du nouveau tube, ce qui indique que les polluants présents sur le tube EPDM étaient faiblement attachés à la surface et pouvaient être largement éliminés par lavage mécanique. Pour le tube EPDM, les encrassements physiquement réversibles et physiquement irréversibles représentaient respectivement 52,9 % et 47,1 %.
④Les protéines étaient le principal composant des polluants organiques sur le tube HDPE, tandis que les cellules totales étaient le principal composant sur le tube EPDM. En effet, les micro-organismes utilisent les plastifiants contenus dans le matériau EPDM comme source de carbone, accélérant leur croissance et leur reproduction, intensifiant ainsi l'encrassement biologique des aérateurs en matériau EPDM.