Observed and simulated effect of rain events on the behaviour of an activated sludge plant removing nitrogen
Résumé
This study deals with wastewater treatment plant (WWTP) loading and performance when receiving combined sewage. A yearly data set from an activated sludge plant operating at very low food-to-mass ratio (F/M) and being intermittently aerated was analyzed statistically to compare loading and discharge during dry and wet weather. The results show that despite some loading increase, the nitrogen removal performance is only slightly affected by rain, whereas higher soluble COD load discharge is observed. This approach was supplemented with dynamic simulations with the Activated Sludge Model No 1 (ASM1). It was first calibrated on data from an intensive 48-h dry weather sampling campaign at 20 °C. A good fit between simulated and measured variables was obtained after adjusting five parameters of the ASM1. This parameter set was then validated on a wet weather sampling campaign. Once the confidence in the simulations' results was established, several wet-weather scenarios were simulated, with maximum flow and variable pollutant loading. They show that the higher COD load discharge is due to a hydraulic flush of soluble inert compounds, and how the biological potential can be used to treat almost any realistically possible carbon and nitrogen overload.
Cette étude traite du comportement d'une station d'épuration en temps de pluie. Dans un premier temps, les données routinières d'une station par boues activées faible charge aérée de façon intermittente ont été analysées statistiquement pour comparer les affluents et effluents temps sec et temps de pluie. Il ressort de cette analyse que, malgré une hausse des charges entrantes à la station en temps de pluie, la performance au niveau de l'enlèvement de l'azote n'est que peu affectée, alors qu'on observe une augmentation de la charge de DCO soluble rejetée. En deuxième lieu, pour compléter cette analyse, une simulation dynamique du comportement de la station en temps de pluie a été effectuée à l'aide du modèle ASM1. Le modèle a tout d'abord été calé à l'aide de données récoltées lors d'une campagne intensive d'échantillonnage de temps sec de 48 h. Une bonne représentation du comportement de la station a été obtenue en ajustant 5 paramètres du modèle. Le calage a ensuite été validé avec des données récoltées en temps de pluie. Par la suite, plusieurs scénarios de temps de pluie, avec le débit nominal maximal et des charges variables, ont été simulés pour vérifier et expliquer le comportement de la station en temps de pluie. Les résultats montrent que l'augmentation de la charge de DCO soluble dans l'effluent de la station est due à un lessivage hydraulique de la DCO soluble inerte, et que le potentiel biologique peut être utilisé pour traiter toute charge supplémentaire d'azote ou de carbone susceptible d'arriver en temps de pluie.