Module d'enseignement ASTEP

Références

Adsorption sur Charbon Actif

Le principe est de faire traverser au gaz un lit de charbon actif sur lequel le composé s'adsorbe d'autant plus facilement que son point d'ébullition est plus élevé. Les charbons actifs non imprégnés n'adsorbent pas les corps polaires et les composés légers (H2S, mercaptans) qui sont désorbés par les molécules organiques plus lourdes. L'imprégnation du charbon lui permet d'être support de l'oxydation catalytique du H2S en soufre et sulfate et des mercaptans en disulfure.

Les charbons actifs ont un coût important. A partir de 10 000m3/h, le système est viable si les C.A. peuvent être régénérés à la soude. De plus leur encombrement est trois fois supérieur au système de lavage classique. Par contre les COV peuvent être adsorbés par cette méthode.

Ages des boues (jour)

L'age des boues représente le rapport entre les boues présentes dans le bassin d'aération et la production de boue biologique. Il s‘exprime comme le produit entre la masse de MVS en m3 et l'estimation de la production de boues en kgMVS/J, résultante de la croissance bactérienne et de son auto-oxydation, et contrôlé par le taux de purge (quantité de boue extraite du système).

Il représente également le temps de séjour solide et est inversement proportionnel à la charge massique et au temps de séjour hydraulique. Paramètre d'exploitation, il représente, d'un point de vue biologique, l'inverse du taux de croissance apparent des micro-organismes de l'écosystème. Un age de boue supérieur à 12 jours permet la croissance de germes autotrophes, responsables des phénomènes de nitrification. Sa valeur en moyenne charge est d'une dizaine de jours. Il est d'environ de 24 heures en forte charge jusqu'à une trentaine de jours en très faible charge.

Biodésodorisation

Le principe consiste à dégrader les composés odorants après transfert des molécules en phase liquide ou biofiltration sur support solide. Dans le premier cas on effectue un lavage en colonne de contact à contre-courant ou on injecte de l'air dans les bassins de boues activées. Dans le second cas on utilise les sites d'adsorption de matériaux naturels : compost, tourbe, écorces, charbons. L'épaisseur des lit est d'environ 1m., les temps de séjour entre 20 et 40 s, il est nécessaire de faire un apport nutritionnel (N, P, C) et d'humidifier le matériau.

Les rendements sont supérieurs à 93%, les coûts de fonctionnement 5 fois inférieurs au lavage. Les charges superficielles sont comprises entre 100 et 200 m3/m2.h

Charge Massique

(Cm) représente le rapport de la quantité de matière organique journalière (en termes de DBO5 par jour) ramenée à la masse totale de boue (MVS). Une exploitation en faible charge (inférieur à 0,1 kgDBO5 par kg de MVS et par jour) consiste à fournir peu d'élément nutritif à un écosystème épurateur concentré, tandis que c'est l'inverse en forte charge (supérieure à 1 kg/kg.J), qui limite la concentration en bactérie mais augmente leur vitesse d'oxydation ; Un fonctionnement en moyenne charge est un compromis entre les deux modes de fonctionnement (0,2 à 0,5 kg/kg.J)

Floculation

Phénomène d'interaction entre les particules qui se lient de manière plus ou moins étroite en agglomérats ou flocons. La floculation est fonction de la probabilité de rencontre entre les particules. A un instant donné la diminution relative du nombre de particules libres est proportionnelle au carré de leur concentration et le nombre de particules libres décroît exponentiellement avec le temps

L'indice de Molhmann

(IM) représentant l'aptitude qu'ont les boues à décanter est le volume V en ml occupé par 1 g de MVS (M) après une décantation d'1/2 h. Avec une bonne décantation, les bactéries occupent un faible volume. L'indice est faible. Les plages de fonctionnement en fonction de l'indice sont

• 50 - 100 Très bonne décantation

• 150 : Bonne décantation,

• 200-250 : problème de séparation eau/Bactéries,

• supérieur à 400 pas de décantation

La Charge Volumique

(Cv) est la quantité de matière organique journalière ramenée au volume unitaire de bassin. C'est un paramètre dimensionnel. Elle s'exprime en kg DBO5/m3 de bassin

La consommation d'O2 (OUR : oxygen Uptake Rate)

Elle résulte de l'oxydation directe des matières organiques, de l'oxydation indirecte (respiration endogène) et de l'oxydation de l'ammoniaque. Elle correspond environ à 0,6 kg d'O2/kg DBO5 entrant. La consommation endogène varie de 0,1 à 0,9 kg d'O2/kg DBO5 selon l'âge des boues tandis la troisième source de consommation n'a lieu que pour les procédés où l'âge des boues est suffisant.

La neutralisation

La neutralisation consiste en l'addition de produits à base d'aldéhydes ou d'huiles essentielles. Il existe plusieurs techniques :

  • l'air est traité par pulvérisation à la source

  • les effluents sont traités en entrées par incorporation directe de produits (destruction dans la masse)

  • des produits spécifiques sont mélangés aux boues

Des techniques de masquage d'odeur utilisent l'acide undécylénique (extrait de l'huile de ricin), masquant universel.

La vitesse ascensionnelle

Elle correspond au rapport entre la vitesse de chute d'une particule dans un fluide rapporté à la surface projetée du réacteur. Elle est de 0,6 m/h en décantation secondaire.

Le lavage

Les flux à traiter passent à travers des colonnes de lavage garnies ou à pulverisation dans chacune desquelles est introduite une liqueur spécifique en fonction du type d'odeur à traiter. Dans le premier cas, un garnissage en PVC assure les turbulences et améliore le contact gaz/liquide à contre-courant. Dans le second cas, on pulvérise à contre-courant.

Les réactifs sont choisis pour augmenter la solubilité des polluants (equilibre acide/base, rédox), ou pour dégrader ce polluant.

Le système est généralement constitué de 4 colonnes :

  1. Neutralisation avec une base pour les acides organiques et un acide H2SO4 pour les composés basiques (azotés). On obtient des sels stables ; le contrôle du process est assuré par pHmétrie.

  2. Oxydation des produits soufrés et organiques par de l'eau de javel (Hypochlorite de sodium NaOCl) en présence de catalyseurs (Ni). L'eau de javel peut être produit par électrolyse. On produits des sels. Le suivi est assuré par rHmétrie pour l'oxydation alcaline et ampérométrie/sprectrophotométrie (teneur en oxydant libre)

  3. Réduction par action d'un réducteur puissant agissant sur les aldéhydes et les cétones.

  4. Des opérations de finition sont optionnelles :

  5. Rinçage au thiosulfate pour la réduction des produits ammoniaqués et chlorés

  6. Passage d'eau ozonée en phase acide avant l'eau de javel.

Les rendements de traitement sont de l'ordre de 99%. Les coûts proviennent de l'énergie électrique et de l'utilisation de réactifs (peu couteux) en grande quantité.

réglementation

Les pratiques d'épandage sont réglementées par la loi sur l'eau qui impose une déclaration systématique au Préfet, la fourniture d'étude d'incidence et de plans de gestion ainsi que la réalisation d'une traéabilité à la parcelle des épandages. Les concentrations en polluants (7 métaux, 3 HAP et somme des 7 principaux PCB) contenues dans les boues épandues sont réglementées, suivies et limitées. Des flux limites apportés aux sols en 10 ans sont prévus. Les boues ne peuvent être épandues que lorsque les sols possèdent certaines caractéristiques. Les prescriptions nationales relatives à ces pratiques vont au delà des exigences de la directive 86/278 relative à la protection de l'environnement, et notamment des sols, lors de l'utilisation des boues d'épuration en agriculture ;

Temps de séjour (h)

Le temps de séjour hydraulique représente le rapport entre le volume d'un réacteur et le débit traversier. C'est un paramètre de dimensionnement à mettre en regard des vitesses de réaction.

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