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CREDITS DIMPULSION AQUAPOLE DEVELOPPEMENT DOUTILS DE CONCEPTION, DE DIMENSIONNEMENT, DEXPLOITATION ET DE DIAGNOSTIC DES STEPS L. Vandevenne – P. Henry.

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1 CREDITS DIMPULSION AQUAPOLE DEVELOPPEMENT DOUTILS DE CONCEPTION, DE DIMENSIONNEMENT, DEXPLOITATION ET DE DIAGNOSTIC DES STEPS L. Vandevenne – P. Henry

2 OUTILS DE CONCEPTION, DE DIMENSIONNEMENT, DEXPLOITATION ET DE DIAGNOSTIC DES STEPS Deux aspects primordiaux dans la conception/fonctionnement de la step biologique : Les processus biochimiques et physiques MODELISATION Léquilibre des populations microbiennes IMAGE MICROSCOPIQUE MODELISATION ET IMAGE MICROSCOPIQUE

3 OUTILS DE CONCEPTION, DE DIMENSIONNEMENT, DEXPLOITATION ET DE DIAGNOSTIC DES STEPS 1.LOGICIEL WEST (Worldwide Engine for Simulation, Training and automation) Logiciel de simulation des opérations unitaires de traitement (modèles mathématiques) 2.MICROSCOPIE Microscope/camera Leica DMLS2/DFC280 Logiciel de capture et gestion dimage (Leica image manager) PRESENTATION

4 OUTILS DE CONCEPTION, DE DIMENSIONNEMENT, DEXPLOITATION ET DE DIAGNOSTIC DES STEPS CONCEPTION DE STATION – procédés/performances/coûts MISE A NIVEAU DE STATION – optimalisation du process, études de schémas GESTION DE STATION – limites/protocoles de gestion/coûts dexploitation/suivi en ligne ACTIVITES DE FORMATION ACTIVITES DE RECHERCHE APPLICATIONS

5 STATION DEPURATION = ASSEMBLAGE DE PROCEDES BIOLOGIQUES ET PHYSICO-CHIMIQUES MODELISATION Procédés physico-chimique : simple séparation des polluants de leau (sédimentation, filtration) ou oxydation chimique (Ozonation, oxydation Fenton,...) Procédés biologiques : intervention des microorganismes - métabolisation des polluants et croissance bactérienne Procédés Modèles 1 Logiciel

6 MODELISATION MODELE BOUE ACTIVEE - PRINCIPE INFLUENT DCO en contact avec la biomasse CINETIQUE : vitesse délimination (DCO,...) dS/dt = K S/(Ks + S) * B (resp DCO) dB/dt = b*B (resp endogène) STOECHIOMETRIE : quantités (biomasse, oxyg.) 1S 0,6 B 1 S 0,4 O 2 CINETIQUE : vitesse délimination (DCO,...) dS/dt = K S/(Ks + S) * B (resp DCO) dB/dt = b*B (resp endogène) STOECHIOMETRIE : quantités (biomasse, oxyg.) 1S 0,6 B 1 S 0,4 O 2 Quantité de biomasse dans le bassin DCO résiduelle Production de biomasse Purges de boues Température, alcalinité, oxygénation Respiration endogène Consommation O 2 DETAIL

7 MODELISATION EX. BOUE ACTIVEE EN ALTERNANCE DE PHASES

8 MODELISATION DONNEES INFLUENT : urbain sans variation horaire – EH AGE DES BOUES : 18 jours MES liqueur mixte : 4,5 g/L 2250 m³ de bassin, 565 kg MES/d, 23 g O 2 /m³.h N-NO3 effluent : 8 mg/L Falt : 0,64 (3h aéré/2h non aéré) Débit de recirculation : 100 % QIN Température : 12 °C

9 MODELISATION ETAPE 1 : CONSTRUCTION DE LA STATION

10 MODELISATION ETAPE 2 : CHOIX ET CALAGE DES MODELES BASSIN A BOUE ACTIVEE : MODELE ASM3, calibration Koch (2000) CLARIFICATEUR : MODELE TAKACS, calibration par défaut.

11 MODELISATION ETAPE 3 : SIMULATION 1.SYSTEME A LEQUILIBRE EN VALEURS NOMINALES Effluent N-NO 3 en excès, 14 mg/L Oxygène Liqueur mixte

12 MODELISATION ETAPE 3 : SIMULATION 1 SYSTEME A LEQUILIBRE EN VALEURS NOMINALES Clarification Boues purgées Validation du dimensionnement (VOL, OXYGENE, PRODUCTION DE BOUES) Optimalisation N-NO 3 effluent

13 MODELISATION ETAPE 3 : SIMULATION 2.OPTIMALISATION N-NO 3 EFFLUENT MODIFICATION DE LA DUREE DES PHASES AERO/ANO N-NO3 effluent : 4 mg/L Effluent 3 h/2 h 3 h/3 h 2 h/2,5 h

14 MODELISATION ETAPE 3 : SIMULATION 3.ACCIDENT – PANNE DE RECIRCULATION DU CLARIFICATEUR début de la panne + 24 h : dépassement de la norme sur les MES (35) + 34 h : voile des boues en surface du clarificateur Clarification Effluent N

15 MODELISATION ETAPE 3 : SIMULATION 3.ACCIDENT – PANNE DOXYGENATION DURANT 24 H Après 10 h : dépassement des normes sur la DCO et N Respiration Effluent accumulation DCO, N-NH 4 pic de respiration

16 INVESTIGATION MICROSCOPIQUE Lobservation microscopique et lidentification des biomasses des systèmes épurateurs (principalement les boues activées) est dune aide précieuse pour la gestion des stations et lidentification des causes de dysfonctionnement ainsi que pour tous les travaux de recherches développés par le CEBEDEAU dans le domaine.

17 INVESTIGATION MICROSCOPIQUE EQUILIBRE ENTRE LES DIFFERENTES POPULATIONS : bactéries protozoaires métazoaires POPULATIONS MICROBIENNES IDENTIFICATION DES BACTERIES SUIVANT : -Le rôle : nitrifiant, déphosphatant... épuration -La morphologie : flocs, filaments, croissance dispersée... sédimentation

18 INVESTIGATION MICROSCOPIQUE EN ROUTINE

19 INVESTIGATION MICROSCOPIQUE FOISONNEMENT FILAMENTEUX – step industrielle Identification: type 021N

20 INVESTIGATION MICROSCOPIQUE FOISONNEMENT FILAMENTEUX LUTTE : Traitement à lhypochlorite à 7 g Cl 2 /kg MES fractionnés en 3 jours SUIVI : vitesse de sédimentation T 0 : v = 3 cm/h T 1d : v = 7 cm/h T 4d : v = 20 cm/h Image microscopique + 3 sem.

21 CREDITS DIMPULSION OUTILS DE CONCEPTION, DE DIMENSIONNEMENT, DEXPLOITATION ET DE DIAGNOSTIC DES STEPS Merci pour votre attention

22 MODELISATION ASM - CINETIQUE

23 MODELISATION ASM - CINETIQUE BACK

24 MODELISATION BACK ASM - STOECHIOMETRIE

25 MODELISATION ETAPE 3 : SIMULATION 3.ACCIDENT – PANNE DE RECIRCULATION DU CLARIFICATEUR début de la panne + 24 h : dépassement de la norme sur les MES (35) + 34 h : voile des boues en surface du clarificateur Effluent BACK LM


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