CREDITS D’IMPULSION AQUAPOLE L. Vandevenne – P. Henry CREDITS D’IMPULSION AQUAPOLE DEVELOPPEMENT D’OUTILS DE CONCEPTION, DE DIMENSIONNEMENT, D’EXPLOITATION ET DE DIAGNOSTIC DES STEPS

Les processus biochimiques et physiques  MODELISATION OUTILS DE CONCEPTION, DE DIMENSIONNEMENT, D’EXPLOITATION ET DE DIAGNOSTIC DES STEPS MODELISATION ET IMAGE MICROSCOPIQUE Deux aspects primordiaux dans la conception/fonctionnement de la step biologique : Les processus biochimiques et physiques  MODELISATION L’équilibre des populations microbiennes  IMAGE MICROSCOPIQUE

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

CONCEPTION DE STATION – procédés/performances/coûts OUTILS DE CONCEPTION, DE DIMENSIONNEMENT, D’EXPLOITATION ET DE DIAGNOSTIC DES STEPS APPLICATIONS 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 d’exploitation/suivi en ligne ACTIVITES DE FORMATION ACTIVITES DE RECHERCHE

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

MODELISATION MODELE BOUE ACTIVEE - PRINCIPE DETAIL Température, alcalinité, oxygénation INFLUENT Quantité de biomasse dans le bassin DETAIL DCO en contact avec la biomasse CINETIQUE : vitesse d’élimination (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 O2 Purges de boues Respiration endogène DCO résiduelle Production de biomasse DETAIL Consommation O2

MODELISATION EX. BOUE ACTIVEE EN ALTERNANCE DE PHASES

INFLUENT : urbain sans variation horaire – 10000 EH MODELISATION DONNEES INFLUENT : urbain sans variation horaire – 10000 EH AGE DES BOUES : 18 jours MES liqueur mixte : 4,5 g/L  2250 m³ de bassin, 565 kg MES/d, 23 g O2/m³.h N-NO3 effluent : 8 mg/L  Falt : 0,64 (3h aéré/2h non aéré) Débit de recirculation : 100 % QIN Température : 12 °C

MODELISATION ETAPE 1 : CONSTRUCTION DE LA STATION

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

MODELISATION ETAPE 3 : SIMULATION 1. SYSTEME A L’EQUILIBRE EN VALEURS NOMINALES Effluent  N-NO3 en excès, 14 mg/L Oxygène Liqueur mixte

MODELISATION ETAPE 3 : SIMULATION 1 SYSTEME A L’EQUILIBRE EN VALEURS NOMINALES Boues purgées Clarification Validation du dimensionnement (VOL, OXYGENE, PRODUCTION DE BOUES) Optimalisation N-NO3 effluent

MODIFICATION DE LA DUREE DES PHASES AERO/ANO MODELISATION ETAPE 3 : SIMULATION 2. OPTIMALISATION N-NO3 EFFLUENT Effluent 3 h/2 h 3 h/3 h 2 h/2,5 h MODIFICATION DE LA DUREE DES PHASES AERO/ANO  N-NO3 effluent : 4 mg/L

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 N Effluent Clarification

MODELISATION ETAPE 3 : SIMULATION 3. ACCIDENT – PANNE D’OXYGENATION DURANT 24 H Après ≤ 10 h : dépassement des normes sur la DCO et N Respiration Effluent accumulation DCO, N-NH4  pic de respiration

INVESTIGATION MICROSCOPIQUE L’observation microscopique et l’identification des biomasses des systèmes épurateurs (principalement les boues activées) est d’une aide précieuse pour la gestion des stations et l’identification des causes de dysfonctionnement ainsi que pour tous les travaux de recherches développés par le CEBEDEAU dans le domaine.

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

INVESTIGATION MICROSCOPIQUE EN ROUTINE

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

INVESTIGATION MICROSCOPIQUE FOISONNEMENT FILAMENTEUX LUTTE : Traitement à l’hypochlorite à 7 g Cl2/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.

Merci pour votre attention OUTILS DE CONCEPTION, DE DIMENSIONNEMENT, D’EXPLOITATION ET DE DIAGNOSTIC DES STEPS CREDITS D’IMPULSION Merci pour votre attention

MODELISATION ASM - CINETIQUE

MODELISATION ASM - CINETIQUE BACK

MODELISATION ASM - STOECHIOMETRIE BACK

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