Écobox - applications communautaires (CF-35)

NOUVELLES TECHNOLOGIES DE
TRAITEMENT DES EAUX USÉES
FICHE D’INFORMATION TECHNIQUE
EcoboxMD
Domaines d’application
Fiche de niveau
Communautaire
En démonstration
Juin 2014 (procédure de 2009)
FICHE D’INFORMATION TECHNIQUE : CF-35
TECHNOLOGIE : EcoboxMD
FICHE D’INFORMATION TECHNIQUE : CF-35
(Juin 2014)
1. DONNÉES GÉNÉRALES
• Nom de la technologie
EcoboxMD
• Cadre juridique régissant l’installation de la technologie
Chaque installation nécessite une autorisation préalable du ministère du Développement durable, de
l’Environnement, et de la Lutte aux changements climatiques, en vertu de l’article 32 de la Loi sur
la qualité de l’environnement.
• Nom et coordonnées du promoteur
Epurika inc.
91, 14e Avenue
Saint-Ambroise-de-Kildare (Québec) J0K 1C0
Canada
Tél. : 514 820-8060
Courriel : [email protected]
Personne-ressource : M. Steven Duquette, ing.
2. DESCRIPTION DE LA TECHNOLOGIE
• Généralités
La chaîne de traitement proposée se compose d’une fosse septique (avec un ou plusieurs préfiltres),
d’un bassin d’égalisation avec un système de répartition du débit, d’un ou de plusieurs réacteurs
biologiques fonctionnant en parallèle et d’un ou de plusieurs bassins de sédimentation et de gestion
des boues qui fonctionnent aussi en parallèle. Les systèmes EcoboxMD sont commercialisés en
unités préconçues ayant une capacité de 4 à 20 m3 par jour. Plusieurs unités peuvent être installées
en parallèle afin de traiter l’ensemble du débit projeté, dans la mesure où un système de répartition
du débit est prévu.
Le procédé EcoboxMD fonctionne à partir d’un lit bactérien ruisselant dont l’alimentation est
séquentielle. L’alimentation du réacteur biologique est complétée par pompage, et la distribution de
l’affluent à traiter sur le lit bactérien (média) se fait à l’aide d’un système de distribution à faible
pression (SDSFP). Le SDSFP est positionné directement sur le média du réacteur biologique.
Un automate contrôle l’ensemble des fonctions du bassin d’égalisation, du réacteur biologique et du
bassin de gestion des boues.
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TECHNOLOGIE : EcoboxMD
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• Description détaillée
Système EcoboxMD
Modèle
EC-4
EC-6
EC-8
EC-10
EC-12
EC-15
EC-20
Débit
nominal de
conception
m3/d
4
6
8
10
12
15
20
Volume du
bassin
d’égalisation
m3
2,37
2,37
3,20
3,62
4,72
5,60
8,00
Volume du
bassin de
contact
m3
3,2
4,7
6,3
7,8
11,2
11,7
15,5
Superficie de
garnissage
m2
1030
1352
1997
2080
2402
3245
4867
Bassin de
sédimentation et
de gestion des
boues
m3
3,62
5,55
7,40
9,25
11,10
13,88
18,5
L’effluent du traitement primaire est acheminé vers un bassin d’égalisation ayant un volume utile
qui équivaut au minimum à 8 heures de temps de rétention au débit de conception. Ce bassin doit
être en mesure de régulariser le débit sur une période de 24 heures.
Le réacteur biologique est composé d’un lit percolant et d’un bassin de contact. Le lit percolant est
constitué d’un support bactériologique non submergé (garnissage) de type lit bactérien (trickling
filter) favorisant la prolifération des microorganismes qui participent à l’assainissement de
l’affluent. Le garnissage du système Ecobox est fait d’un polyéthylène dont la surface volumique
effective minimale est de 288 m2 par mètre cube de garnissage. Le garnissage prend la forme de
panneaux ondulés emboîtés sur une hauteur minimale de 300 mm.
L’eau à traiter est aspergée sur le dessus du lit ruisselant et percole au travers de celui-ci. Elle est
ensuite reprise sous le lit dans le bassin de contact pour être remise en circulation. L’eau est
distribuée sur le lit ruisselant à l’aide d’un système de distribution à faible pression permettant une
distribution uniforme sur le lit ainsi qu’une aération naturelle de l’affluent à traiter.
L’eau usée du bassin d’égalisation est pompée vers le bassin de contact situé sous le lit ruisselant.
Ce réservoir permet la recirculation de l’effluent sur le lit ruisselant et la collecte des flocs de boues
s’étant décrochés de celui-ci. Le bassin de contact a un volume minimal permettant une rétention
hydraulique d’au moins 18 heures au débit de conception. Le réacteur biologique est ventilé au
moyen de deux cheminées de 100 mm de diamètre munies de filtres au charbon pour le contrôle des
odeurs.
L’exutoire du réacteur biologique est ensuite dirigé vers le bassin de gestion des boues.
Le bassin de sédimentation et de gestion des boues permet la séparation et le stockage de la boue
biologique. Il est compartimenté en trois sections de volume équivalent : le stage statique, le stage
cyclonique ainsi que le stage d’évacuation.
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TECHNOLOGIE : EcoboxMD
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Après l’étape statique de la décantation, l’étape de séparation dynamique consiste à faire passer les
eaux dans deux hydrocyclones installés en série. Le premier est en position normale et le second, en
position inversée. Ce dernier dispositif permet d’aérer les eaux à l’étape de la séparation cyclonique.
Le bassin de gestion des boues a un volume permettant un séjour minimal de 6 heures au débit
quotidien.
Les boues biologiques s’accumulent au fond des deux premiers bassins de sédimentation et de
gestion des boues.
Schéma de procédé
• Description de la technologie évaluée au cours des essais expérimentaux
Les essais expérimentaux du système Ecobox ont été effectués sur la plateforme d’essai du Bureau
de normalisation du Québec (BNQ).
Essais expérimentaux du système Ecobox
L’évaluation de la performance de cette technologie est basée sur le suivi expérimental réalisé sur la
plate-forme d’essai du Bureau de normalisation du Québec située au 17 263, chemin de la GrandeLigne à Lac-Saint-Charles au Québec. Les essais ont été réalisés du 21 novembre 2004 au
3 décembre 2005 sur une unité modulaire, en respectant le protocole stipulé dans la norme
NQ 3680-910/2000-06-16.
Le débit appliqué sur l’unité modulaire testée était en moyenne de 1,26 m3/jour et a varié entre 0 et
0,168 m3/h. Le débit d’eaux brutes était maintenu avec des doses régulières dans une proportion de
35 % du volume journalier entre 6 h et 9 h, de 25 % entre 11 h et 14 h et de 40 % entre 17 h et 20 h.
L’unité Ecobox utilisée pour le suivi expérimental au banc d’essai du BNQ comprenait 864 feuilles,
pour un volume de 0,9009 m3 de média et une surface de ruissellement de 259 m2. Elle comportait
aussi un bassin de contact de 0,9557 m3.
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Le volume effectif total du bassin de sédimentation et de gestion des boues de l’unité Ecobox utilisée
pour le suivi expérimental était de 0,3035 m3. Il permettait ainsi un temps de résidence hydraulique
moyen d’environ 6 heures.
Description et cas de charge observés sur le système Ecobox
•
•
•
•
Temps de rétention moyen observé dans le bassin de contact : 18 heures
Taux de recirculation appliqué lors des essais : 400 % du débit de conception
Taux de charge hydraulique (sans tenir compte de la recirculation) lors des essais : 1,4 m3/d par
mètre cube de garnissage ou 4,9 L/m2 de garnissage par jour
Charge organique superficielle moyenne lors des essais : 0,9 g DBO5C/m2 de garnissage par jour
Cas de charge observés sur la partie statique du bassin de sédimentation et de gestion des boues
Les taux de charge moyens observés aux bassins de sédimentation et de gestion des boues sont les
suivants :
• Charge hydraulique superficielle appliquée au débit moyen lors des essais : 4,2 m3/m2/d
3.
PERFORMANCES ÉPURATOIRES OBTENUES AU COURS DES ESSAIS
Système Ecobox
Durant toute la période des essais sur la plateforme du BNQ, les eaux usées brutes traitées au moyen du
système Ecobox provenaient d’un réseau d’égout municipal sous vide et étaient maintenues à une
température supérieure à 18 °C. Les concentrations observées à l’entrée du bioréacteur Ecobox sont
présentées dans le tableau ci-dessous.
Caractéristiques observées à l’entrée du bioréacteur(1)
Paramètre
DBO5 (mg/L)
MES (mg/L)
Débit (m3/d)
Coliformes fécaux
Valeur
moyenne
235
235
1,26
1 600 000
Valeur
minimale
60
87
0
110 000
Valeur
maximale
360
360
4,0
26 000 000
Écart type
62
50
s. o.(2)
s. o.
(1) Les données sont basées sur 103 résultats d’analyse pour la DBO5C et les MES.
(2) L’abréviation s. o. signifie « sans objet ».
Le tableau suivant indique, dans les conditions d’application décrites à la section 2, les concentrations
obtenues à la sortie du système Ecobox au cours des essais expérimentaux.
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Caractéristiques observées à la sortie du bioréacteur(1)
Valeur
moyenne
4
Écart
type
2
LRMA(2)
LRMS(3)
LRMP(4)
6,1
s. o.
8,1
5
3,1
8,2
s. o.
11,8
Température (oC)(6)
19,5
0,7
s. o.
s. o.
s. o.
Coliformes fécaux(7)
26 317
s. o.
49 795
64 125
91 700
Paramètre
DBO5C (mg/L)(5)
MES (mg/L)(5)
(1) Données basées sur 103 résultats d’analyse pour la DBO5C et les MES.
(2) Limite de rejet en moyenne annuelle (LRMA) définie selon un percentile de non-dépassement de
99 % avec un degré de confiance de 95 % pour la moyenne de 12 résultats.
(3) Limite de rejet en moyenne annuelle (LRMS) définie selon un percentile de non-dépassement de
99 % avec un degré de confiance de 95 % pour la moyenne de 6 résultats.
(4) Limite de rejet en moyenne périodique (LRMP) définie selon un percentile de non-dépassement de
99 % avec un degré de confiance de 95 % pour la moyenne de 3 résultats.
(5) Selon une distribution delta-log-normale.
(6) Données basées sur les mesures prises à l’affluent. Les températures minimale et maximale ont été
respectivement de 17,3 et 21,2 oC.
(7) Selon une distribution log-normale.
Le Comité d’évaluation des nouvelles technologies de traitement des eaux usées d’origine
domestique (Comité) considère que le calcul des LRMA et LRMP n’est valable que pour des
conditions d’application similaires à celles qui ont été observées lors des essais.
4. EXPLOITATION ET ENTRETIEN
Le guide intitulé Ecobox — Manuel du propriétaire (version du mois de mai 2014) produit par
Epurica inc. doit être fourni au propriétaire.
Le fournisseur des technologies est responsable des recommandations sur l’utilisation, l’exploitation,
l’inspection et l’entretien que renferme ce guide.
5. DOMAINES D’APPLICATION
Les conditions d’essai des installations expérimentales du système Ecobox répondaient au domaine
d’application suivant :
Communautaire
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6. CLASSE DE PERFORMANCE
Compte tenu du suivi effectué lors des essais, le Comité considère que la qualité de l’eau à l’effluent du
système Ecobox peut atteindre les classes de performance suivantes :
Paramètre
DBO5C (mg/L)
MES (mg/L)
Coliformes fécaux
(UFC/100 ml)
Classe de performance
Concentration
Concentration
moyenne annuelle
moyenne périodique
10
10
10
15
50 000
NC(1)
(1) L’abréviation NC signifie « non classé ».
7. VALIDATION DU SUIVI DE PERFORMANCE
Le Comité a vérifié les rapports d’ingénierie présentés par Epurika inc. et le rapport de suivi de la
performance de la technologie que le BNQ a préparé en suivant les prescriptions du document intitulé
Procédure de validation de la performance des nouvelles technologies de traitement des eaux usées
d’origine domestique (version de 2009).
Il a jugé que les données obtenues pour le système Ecobox au cours des essais expérimentaux à la
plateforme du BNQ du 21 novembre 2004 au 4 juin 2005 répondaient aux critères d’évaluation définis
dans les procédures pour la publication d’une fiche d’information technique de niveau « en
démonstration pour les applications communautaires ».
La technologie doit être conçue, installée, exploitée et entretenue de manière à respecter les
performances épuratoires visées.
Les données contenues dans cette description de performance pourront être révisées, à la hausse ou à
la baisse, à la suite de l’obtention d’autres résultats.
La présente fiche d’information technique est une description de la performance de la technologie lors
d’essais expérimentaux. Elle ne constitue pas une certification ou une autre forme d’homologation. Le
Comité ainsi que le ministère des Affaires municipales et de l’Occupation du territoire et le ministère
du Développement durable, de l’Environnement, et de la Lutte aux changements climatiques ne
peuvent être tenus responsables de la contre-performance d’un système de traitement d’eaux usées qui
a été conçu suivant les renseignements contenus dans cette fiche d’information technique.
L’entreprise demeure responsable de l’information fournie, et les vérifications du Comité ne dégagent
en rien l’ingénieur concepteur et l’entreprise de fabrication ou de distribution de leurs obligations,
garanties et responsabilités.
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8. RECOMMANDATIONS DU FOURNISSEUR
Traitement primaire
•
La fosse septique doit respecter les critères de la section 3.4 du Guide pour l’étude des
technologies conventionnelles de traitement des eaux usées d’origine domestique, du ministère
du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs.
Bassin d’égalisation
• Le bassin d’égalisation doit avoir un volume effectif minimal de 8 heures de temps de rétention
hydraulique au débit de conception.
Réacteurs du système Ecobox
•
Taux de charge organique superficiel moyen : 0,9 gramme de charge organique carbonée par
mètre carré de surface du garnissage
2
• Taux de charge hydraulique surfacique au débit moyen : 4,9 L/m garnissage/d
• Taux de recirculation sur lit ruisselant : 400 % du débit de conception
• Le lit ruisselant est alimenté par doses, également réparties sur 24 heures. Pour un taux de charge
organique inférieur à 0,4 kg DBO5C/m3 de média par jour, on suggère une hauteur d’eau sur la
superficie d’arrosage du lit ruisselant comprise entre 25 et 75 millimètres par dose (de 405 à
1440 doses par jour selon les modèles).
Modèle
EC-4
EC-6
EC-8
EC-10
EC-12
EC-15
EC-20
Débit
nominal de
conception
m3/d
4
6
8
10
12
15
20
Volume des
doses
d’alimentation
L
101-304
150-450
210-630
250-750
300-900
375-1125
360-1080
Nombre de
doses
unité
66
67
63
67
67
67
93
Volume des
doses de
nettoyage
L
405
600
840
1000
1200
1500
1440
Bassin de gestion des boues
•
•
Stage statique : La charge superficielle recommandée est de 4,2 m³/m²/d au débit de conception.
La charge superficielle recommandée est de 13,4 m³/m²/d au débit de pointe
horaire.
La totalité du débit (100 %) passe par les hydrocyclones en réglant le temps de fonctionnement
de la pompe d’alimentation de ceux-ci.
Gestion des boues
Une campagne de suivi du niveau des boues aux deux premiers stages du bassin de gestion des boues
doit être réalisée sur une base mensuelle. Lorsque la hauteur des boues atteint 40 % de la hauteur
effective de l’un des deux premiers stages, une vidange est nécessaire. Quand les conditions
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d’utilisation sont respectées, le bassin de gestion des boues a un temps de rétention minimal de
90 jours.
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