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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. OUTILS DE CONCEPTION, DE DIMENSIONNEMENT, D’EXPLOITATION ET DE DIAGNOSTIC DES STEPS. MODELISATION ET IMAGE MICROSCOPIQUE.

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Presentation Transcript

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

  2. 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

  3. 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)

  4. 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

  5. MODELISATION STATION D’EPURATION = ASSEMBLAGE DE PROCEDES BIOLOGIQUES ET PHYSICO-CHIMIQUES • Procédés physico-chimique : simple séparation des polluants de l’eau (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 Température, alcalinité, oxygénation INFLUENT Quantité de biomasse dans le bassin DETAIL DCOen 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

  7. MODELISATION EX. BOUE ACTIVEE EN ALTERNANCE DE PHASES

  8. 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

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

  12. 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

  13. 3 h/2 h 3 h/3 h 2 h/2,5 h Effluent MODELISATION ETAPE 3 : SIMULATION 2. OPTIMALISATION N-NO3 EFFLUENT MODIFICATION DE LA DUREE DES PHASES AERO/ANO  N-NO3 effluent : 4 mg/L

  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 N Effluent Clarification

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

  16. 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.

  17. 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

  18. INVESTIGATION MICROSCOPIQUE EN ROUTINE

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

  20. 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. INVESTIGATION MICROSCOPIQUE FOISONNEMENT FILAMENTEUX

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

  22. MODELISATION ASM - CINETIQUE

  23. MODELISATION ASM - CINETIQUE BACK

  24. MODELISATION ASM - STOECHIOMETRIE BACK

  25. LM BACK 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

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