Production de boues & Capacité de stockage Vivien DUBOIS Ingénieur d’étude IRSTEA Travail réalisé par Cyrielle MUNSCH (stage de Master 2) RAPPEL Processus épuratoires aérobies Eaux usées + Bactéries Boues + Eau Traitée oxygène O2 • Pourquoi estimer la production de boues? – Paramètre clé pour le bon fonctionnement d’une filière d’épuration – Paramètres clé au niveau des opérations d’entretien: vidange de boues (coût en lien avec leur fréquence) Les ouvrages doivent stocker les boues dans des volumes adaptés à la fréquence des vidanges que le propriétaire devra financer PLAN Rappel de la filière suivie Mesure hauteur de boue Calcul de la production boues dans 2 conditions initiales différentes du décanteur primaire 1 Quantité importante de boues 2 Quantité quasi nulle de boues Conclusion et Perspectives Filière suivie : Culture libre de type Boues Activées L’installation est dimensionnée pour 4 EH soit 240g DBO/ j Composition de la filière: Décanteur primaire Réacteur biologique Clarificateur Stockage des boues au sein du décanteur primaire 18 mois de suivi sur plateforme expérimentale Suivi réalisé à l’aide d’un programme • Suivi de la hauteur de boues au sein du décanteur primaire selon 2 méthodes – Canne en plexiglas – Détecteur de voile de boues • Mesure réalisée à un moment de la journée en absence de toutes arrivées d’eau ou de boues • La réglementation prévoit la vidange de ces ouvrages lorsque 30% du volume utile est atteint Sachant que: o la concentration des boues décantées dans le déc I est de 22g/L et o 30% de hutile correspondent à 38 cm soit un V = 326 L, On obtient par multiplication une quantité de 7 kg de MES dans ce volume. • Selon les dires de l’industriel mentionné dans le guide d’utilisation , ce pourcentage est atteint après une durée de 10 à 15 mois Hauteur du voile de boues dans le décanteur primaire 0,6 Hauteur de boues (m) 0,5 VIDANGE Fréquence de vidange: 0,4 2 fois supérieure 135 j 0,3 0,38 m (30% remplissage) 150 j 0,2 0,1 16/06/2014 27/04/2014 08/03/2014 17/01/2014 28/11/2013 09/10/2013 20/08/2013 01/07/2013 12/05/2013 23/03/2013 01/02/2013 0 Evolution durant 16 mois avec un taux charge organique de 50% Calcul de la production de boues selon la méthode de l’annexe 2 de l’arrêté du 7/09/09. T0 Tx jours Mesure hauteur de boues dans chaque cuve Homogénéisation de chaque cuve Prélèvements pour déterminer les MES Production MES en kg Tx-T0 pendant x jours Flux MES sortant moyenné Flux MES rejeté en x jours Flux DBO apporté moyenné Flux DBO sortant moyenné PSB = Production Spécifique de Boues en kg MES/kg DBO5 éliminé Flux DBO traité pendant x jours (Tx-T0)/Flux DBO traité d’après la littérature dans les BA en AC, PSB= 0,5 kg MES/kg DBO éliminé Calcul production de boues dans les conditions 1: grande quantité de boues dans Dec 1aire T0 Homogénéisation de chaque cuve Prélèvements pour déterminer les MES (totales) Production MES en kg Flux MES sortant moyenné Flux DBO apporté moyenné Flux DBO sortant moyenné PSB = Production Spécifique de Boues kg MES/kg DBO éliminée T28 jours 24.7 kg MES 25.2 kg MES 0.5 kg sur 28 jours 0.084 kg sur 28 jours 3.28kg de DBO éliminés en 28 jours 0.584/3.28 = 0.17 Mesure réalisée avec 13 mois sans vidange Calcul production de boues dans les conditions 2: quantité quasi nulle de boues dans Dec 1aire T0 Homogénéisation de chaque cuve Prélèvements pour déterminer les MES (totales) Production MES en kg Flux MES sortant moyenné Flux DBO apporté moyenné Flux DBO sortant moyenné PSB = Production Spécifique de Boues kg MES/kg DBO éliminé T32 jours 15.7 kg MES 18 kg MES 2.3 kg sur 32 jours 0.038 kg sur 32 jours 3.35 kg de DBO éliminés pendant 32 jours 2.338/3.35 = 0.69 Mesure débutée 1 mois après une vidange A quelle fréquence, faut il déclencher une vidange? Stockage possible unité Durée DBO5 éliminée Capacité correspondante correspondante 4 EH pour 4EH kg MES kg MES/ kg DBO5 kg DBO5 kg DBO5/ j j a b c=a/b d e=c/d 0.17 41.2 0.69 10.5 Conditions 1 7 Conditions 2 PSB 0.24 172 43.75 Les conditions (1) sont favorables pour une faible production de boues: quantité de boues stockées importante facilitant la mise en place de réactions anaérobies et quantité de boues biologiques faible Il va de soit que la PSB évolue en fonction du temps du fait qu’il n’y ait pas d’extraction de boues régulière comme en AC. En conclusion et en fonction de nos hypothèses et conditions opératoires particulières (résultats non généralisables): Dans tous les cas: -30% de la hauteur utile atteints en 6 mois Vidanges plussont importantes par (moyenne) rapport selon les mesures aux préconisations du fabricant -Les calculs de production de boues donnent des résultats très variables en fonction des conditions opératoires Attention: certains guides d’utilisation mentionnent 2 fréquences de vidange : • selon les dires de l’industriels (ex: tous les 10 à 15 mois), • selon les essais de l’organisme notifié (ex: tous les 4 mois évaluation des couts). Perspectives Plus la durée de stockage est importante, plus la PSB est faible Aujourd’hui 2 points à 1 mois et 13 mois de stockage, nécessité de suivre mieux cette évolution… Si stockage long, âge de boues élevé, pas de recul de l’impact de la dégradation des boues sur la qualité du traitement (ex tiré de AC: arrivée d’eau septique en bassin d’aération => développement bactéries filamenteuses) Quel est le juste compromis entre la plus faible PSB et un rejet de qualité? Merci à Cyrielle Merci de votre attention
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