3.34k likes | 8.11k Views
Traitements des eaux usées Plan. Objectifs Principes Caractérisation des eaux résiduaires La station d'épuration Position dans le cycle Phases de l'épuration Schéma général Technologies Prétraitements Traitements primaires Traitements secondaires Traitements tertiaires
E N D
Traitements des eaux uséesPlan • Objectifs • Principes • Caractérisation des eaux résiduaires • La station d'épuration • Position dans le cycle • Phases de l'épuration • Schéma général • Technologies • Prétraitements • Traitements primaires • Traitements secondaires • Traitements tertiaires • Traitement des boues
Traitements des eaux uséesAssainissement • Objectifs • EUU fournir une eau compatible avec le rejet en écosystème • EUI respecter les normes sectorielles de rejet • Principe : Assainissement = égouttage + épuration • égouttage : collecter les eaux usées et les acheminer vers une station d'épuration • épuration : extraire les substances "polluantes" • Objets : cailloux, canettes, feuilles mortes, … • Particules : terre via eaux de pluie, matières fécales via eaux noires, … • Molécules : matières organiques, composés azotés, composés phosphatés, …
écosystème aquatique cycle naturel Traitements des eaux uséesPosition de la step dans le cycle • réserves d'eau • eaux de surface • eaux souterraines • captage • traitements • transport Consommation collecte : égouts traitement : épuration déchets : boues, …
Collecteur Eau épurée Ecosystème récepteur Réseau d'égouts STEP Traitements des eaux uséesStructure de l'assainissement Molécules (C-CO2 et N-N2) atmosphère Objets D. A. M. Particules et Molécules = Boues
Traitements des eaux uséesCaractérisation des eaux résiduaires CHARGE = débit x concentration • DEBITS • EUU • Egouts unitaires débit de temps sec (Q18) & débit de temps de pluie (> Q18). • Variable au cours de la journée Q18 = 24/18 de Q24. • EUI • Fonction du type de production continu, saisonnier (ex sucrerie), discontinu…
Traitements des eaux uséesCaractérisation des eaux résiduaires • CONCENTRATIONS / COMPOSITION • EUI extrêmement divers (fonction du type de production) • EUU +/- stable notion d'EH (Equivalent habitant)
matières organiques matières eutrophisantes Traitements des eaux uséesParamètres • M. E. S. (mg/l)= Matières En Suspension pollution particulaire • DBO5(mg O2/l) = Demande Biochimique en O2 en 5 jours pollution organique (et autre) biodégradable • DCO(mg O2/l) = Demande Chimique en O2 pollution organique (et autre) oxydable • NTK(mg/l) = Azote Total Kjeldahl pollution azotée réduite (N-organique + N-ammoniacal) • P (mg/l) = Phosphore pollution phosphorée
Traitements des eaux uséesPhases de l’épuration 1. PRETRAITEMENTS (traitements physiques) Eliminer les entraves au bon fonctionnement mécanique Objets piège à cailloux, dégrillage Particules aisément sédimentables déssablage Matériaux de faible densité déshuilage/dégraissage Inhibiteurs de la biomasse bassin tampon / neutralisation voire by-pass biologique Homogénéiser les caractéristiques d'entrée dans les bassins bio Débits : limiteur de débit + bassin tampon, voire by-pass Concentrations : bassin tampon 2. EPURATION PRIMAIRE (traitements physiques) Eliminer les particules coagulation-floculation + décantation 3. EPURATION SECONDAIRE (traitements biologiques) Eliminer le carbone assimilation et minéralisation biologique 4. EPURATION TERTIAIRE (traitements biologiques et/ou physico-chimique) Eliminer les composés eutrophisants (NO3- & PO4---) assimilation et minéralisation biologique ou précipitation (EPURATION QUATERNAIRE) désinfection 5. TRAITEMENT DES BOUES
Traitements des eaux uséesTraitements unitaires • Traitements physiques • Décantation [MES] Décanteur I et Clarificateur • Sédimentation [MS] des boues Epaississeur • Filtration [MS] des boues Traitement des boues • Centrifugation [MS] des boues Traitement des boues • Traitements physico-chimiques • Coagulation – floculation améliorer sédimentation et filtration Traitement boues • Précipitation [PO4---] Traitement tertiaire (finition) • Traitements biologiques • Traitement aérobieabattement carbone DCO et/ou DBO • Traitement aérobie et anoxique abattement azote [NH4+] • Traitement aérobie et anaérobie abattement phosphore [PO4---]
Traitements des eaux usées Opérations connexes • RELEVAGES • MESURES ET REGULATIONS • GESTION DES DECHETS • GESTION DES ALARMES • TRAITEMENTS PARTICULIERS • Gadoues de fosses septiques et curures d'avaloirs • Matières grasses et flottants • Epuvalisation • ENTRETIEN & MAINTENANCE
Clarificateur Décanteur primaire O2 Bassin d'orage Ecosystème récepteur Collecteur Traitements des eaux uséesSchéma général d'une step àboues activées Mesure de débit Dégrillage Déssablage Déshuilage Phase anaérobie Phase aérobie Phase anoxique Mesure de débit CO2 N2 Recyclage ou CET CET 2 CET 2 Traitement des boues
Traitements des eaux uséesExemple(synoptiques et photos disponibles sur www.aide.be) Yerne (lit batérien)
Traitements des eaux uséesExemples(synoptiques et photos disponibles sur www.aide.be) Prétraitements Yerne (lit bactérien) Traitement des boues Traitement primaire Traitement secondaire
Traitements des eaux uséesExemple(synoptiques et photos disponibles sur www.aide.be) Les Grosses Battes (boue activée)
Traitements des eaux uséesExemple(synoptiques et photos disponibles sur www.aide.be) Les Grosses Battes (boue activée)
Traitements des eaux uséesExemple(synoptiques et photos disponibles sur www.aide.be) La Gueule (boue activée)
Traitements des eaux uséesExemple(synoptiques et photos disponibles sur www.aide.be) Rosoux (biodisques)
Traitements des eaux uséesTechnologie Traitementprimaire : PRINCIPES • élimination des particules fines= abattement MES • décantation • décanteurs circulaires • décanteurs longitudinaux • sorties • eau décantée surverse • boues (primaires) radier fosse à boues • conditions • pas de turbulence
Décanteur primaire Clarificateur Ecosystème récepteur Collecteur Traitements des eaux uséesEvolution des MES Mesure de débit Dégrillage Déssablage Déshuilage Bassin anaérobie Bassin aérobie Bassin anoxique Mesure de débit boues primaires boues secondaires
Traitements des eaux uséesTechnologie Traitementsecondaire : PRINCIPES • élimination du C soluble= abattement DBO5 • 1/3 par oxydation • 2/3 par assimilation • CO2 • boues DBO5 + µ organismes + O2 (µ organismes)n + DBO5 réfractaire + Oxydes (NO3-, PO4---, ….) INSOLUBLE décantable
Décanteur primaire Clarificateur CO2 Ecosystème récepteur Collecteur Traitements des eaux uséesEvolution de la charge organique biodégradable Mesure débit Dégrillage Déssablage Déshuilage Bassin anaérobie Bassin aérobie Bassin anoxique Mesure débit DBO5 totale DBO5 soluble DBO5 particulaire boues secondaires
Traitements des eaux uséesTechnologieTraitementsecondaire : modèles de step • Biomasse libre • lagunage • boues activées • Biomasse fixée • lit bactérien • biodisques • Biomasse confinée • BioRéacteur à Membrane (BRM)
Louveigné (AIDE) Rochefort (F) (www.ville-rochefort.fr) Malmedy (AIDE) Traitements des eaux uséesTechnologieTraitementsecondaire : modèles de step Lagunage
Goffontaine (AIDE) Membach (AIDE) Engis (AIDE) Traitements des eaux uséesTechnologieTraitementsecondaire : modèles de step : boues activées bassin d'orage bassins biologiques clarificateurs
Traitements des eaux uséesTechnologieTraitementsecondaire : modèles de step : lit bactérien www.ovive.fr Yerne (AIDE) www.ac-orleans-tours.fr
Traitements des eaux uséesTechnologieTraitementsecondaire : modèles de step : biodisques Chawresse (AIDE) Bullange (AIDE) Rosoux (AIDE)
Traitements des eaux uséesTechnologie Traitement tertiaire: PRINCIPES • Elimination de N et P (éléments eutrophisants) • Processus biologique (avec possibilité de finition physico-chimique) • Biomasse particulière • Conditions particulières • Elimination N • nitrification +dénitrification N2 atmosphère • assimilation boues • Elimination P • assimilation boues ! • Pas toujours présent • Obligatoire pour step ≥ 10.000 EH en zone sensible (directive 91/271 CEE)
bassin biologique phase anoxique ASSIMILATION VEGETALE égouts et prétraitements bassin biologique phase aérobie Traitements des eaux uséesTechnologie - élimination de N : rappel cycle N lagunage planté EAUX USEES DENITRIFICATION NO3- NITRIFICATION PRECIPITATIONS ATMOSPHERIQUES NO2- N-organique ATMOSPHERE : N2 ASSIMILATION BACTERIENNE NH4+ AMMONIFICATION FIXATION BACTERIENNE
Traitements des eaux uséesTechnologieTraitement tertiaire : élimination de N • ERU : N-organique + N-ammoniacal • Réseau égouts et prétraitements anaérobiose ammonification [N-org] et [N-NH4+] • Entrée step : N-NH4+ + N-org résiduel (rapidement ammonifié) • Bassin(s) biologique(s) • assimilation [N-NH4+] et N-Cellulaire • aérobiose nitrification [N-NH4+] et [N-NO3-] • anoxie dénitrification [N-NO3-] et [N-N2] N2 • Biomasse • nitritation Nitrosomonas, … N-NH4+ N-NO2- (fugace, pas d'accumulation) • lents et sensibles à T° âge des boues ≥ 10 jours • autotrophes • nitratation Nitrobacter, … N-NO2- N-NO3- • lents et sensibles à T° • autotrophes • dénitrification Enterobacteriaceae, Pseudomonas, … • hétérotrophes ! fournir du C organique !!!
Décanteur primaire Clarificateur N2 Ecosystème récepteur Collecteur Traitements des eaux uséesTechnologieEvolution de N-cel, NH4+,NO3- Mesure débit Dégrillage Déssablage Déshuilage Bassin anaérobie Bassin aérobie Bassin anoxique Mesure débit
Traitements des eaux uséesTechnologieTraitement tertiaire : élimination de Pdéphosphatation biologique et/ou physico-chimique • ERU P-org + orthophosphates • Epuration biologique • Biomasse aérobie-anaérobie facultative • phase anaérobie : largage de PO4--- • phase aérobie : surassimilation de PO4--- • éviter anaérobiose après bassin aérobie clarificateur à fond plat avec reprise des boues continue • Epuration physico-chimique • FeCl3
Décanteur primaire Clarificateur Ecosystème récepteur Collecteur Traitements des eaux usées Evolution du P-cel, P-PO4--- et P-total Mesure débit Dégrillage Déssablage Déshuilage Bassin anaérobie Bassin aérobie Bassin anoxique Mesure débit boues secondaires
Traitements des eaux uséesTechnologie QUESTIONS ?
Traitements des eaux uséesTechnologiePrétraitements : Mesure des débits source : www.aide.be
Traitements des eaux uséesTechnologiePrétraitements : dégrillage source : www.aide.be
Traitements des eaux uséesTechnologiePrétraitements : dessablage - déshuilage source : www.aide.be
Traitements des eaux uséesTechnologiePrétraitements : relevage source : www.aide.be
Traitements des eaux uséesTechnologieTraitement primaire : décantation Applicable pour décanteur primaire, décanteur secondaire (clarificateur) et épaississeur à boues source : www.aide.be