Le traitement du carbone et de l'azote pour des stations de type boue activée confrontées à des fortes variations de charges dues à des activités touristiques - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue TSM. Techniques Sciences Méthodes – Génie urbain, génie rural Année : 2008

Carbon and nitrogen removal by activated sludge facing load variations in tourist areas

Le traitement du carbone et de l'azote pour des stations de type boue activée confrontées à des fortes variations de charges dues à des activités touristiques

Résumé

Due to the European Directive for water release in the environnement (1991), the treatment of municipal wastewaters is now mainly achieved by biological processes. For the facilities facing load variations, activated sludge systems often replace physicochemical treatment which were mainly used. In this context, the dynamic operation of the biological activated sludge required to be better known (limit), in particular its capacity to face strong load increase. According to the type of the expected treatment, and the configuration of the facility (number of reactors, presence of preliminary treatment), the possible load increase (maximum amplitude of treatment and limiting kinetics of the biomass) was investigated. An activated sludge process equipped with a single biological reactor operated at 10°C would be able to treat a maximum load increase of treatment by a factor 18, for carbon removal, and by a factor 8 for nitrogen removal. In this approach, the slope of the increase is not considered. However, this maximum amplitude of treatment does not take into account the capacity of the biomass to treat pollution (kinetic aspects), and thus to face a fast load increase (amplitude and duration). On the basis of a classical scenario of rise in load determined from the often observed increase on the tourist communities (ski-resorts), the study led to the variation kinetically-limited by the biomass, maintaining the quality of the treated water. According to the type of treatment, the results are related to the net growth rates of nitrifiers. The net growth is related to the mechanisms implicated (adsorption and absorption) and to the configuration selected. An increase by a factor of 15 for carbon, and 4.2 for nitrogen were shown to face the standard scenario. From the limiting kinetics of the biomass, various possibilities of operations of the facilities were studied to allow the process activated sludge to treat higher load increase, and to avoid the construction of more complex and expensive technologies. For higher load increase values, a different technology must be selected (process biofiltration for example), or another configuration of activated sludge process (like upstream treatment or several reactors).
Suite à l'application de la loi sur l'eau de 1992, les procédés biologiques se sont imposés, en particulier sur les installations à charges variables où le traitement était jusqu'alors de type physico-chimique. Dans ce contexte, le fonctionnement dynamique de la filière biologique boue activée a nécessité d'être mieux connu (limite), notamment sa capacité à faire face à de fortes variations de charge polluante. Selon le type de traitement recherché et la configuration de l'installation retenue (nombre de réacteurs, traitements préalables), la variation de charge envisageable (amplitude maximale de traitement et cinétique limite de la biomasse) a été recherchée. Une filière boue activée équipée d'un seul réacteur biologique et collectant des eaux d'entrée à 10°C serait capable de traiter une amplitude maximale de traitement d'un facteur 18 pour le traitement du carbone et d'un facteur 8 pour le traitement de l'azote. Dans cette approche, la notion de pente de montée en charge n'est pas abordée. Cependant, cette amplitude maximale de traitement ne tient pas compte de la capacité de la biomasse à piéger une quantité de pollution journalière donnée (aspects cinétiques), et donc de répondre à une montée en charge rapide (amplitude et durée, donc pente de montée en charge). Sur la base d'un scénario type de montée en charge fréquemment observé sur les collectivités touristiques de montagne, l'étude a recherché la variation de charge appelée cinétique limite de la biomasse pour cette période critique type avec le maintien de la qualité des eaux traitées. Selon le type de traitement recherché, les résultats sont liés aux taux de croissance net associant l'ensemble des mécanismes mis en jeu (adsorption et absorption) et à la configuration retenue. Une variation de charge due à la cinétique limite de la biomasse de 15 pour le carbone et de 4,2 pour l'azote ont été démontrées pour faire face à notre scénario type retenu comme contraignant (pente et température). A partir de la cinétique limite de la biomasse, différentes possibilités de gestion de l'installation ont été étudiées pour permettre au procédé boue activée de traiter des variations de charge supérieures et éviter ainsi la mise en place d'autres technologies plus complexes et coûteuses. Au-delà, la collectivité doit mettre en place une technologie différente (procédé biofiltration par exemple), ou bien choisir une autre configuration de la filière boue activée (traitement amont ou plusieurs réacteurs) pour faire face à cette variation de charge importante.

Mots clés

Fichier non déposé

Dates et versions

hal-02590611 , version 1 (15-05-2020)

Identifiants

Citer

J.P. Canler, Jean-Marc Perret, J.M. Choubert, A. Iwema. Le traitement du carbone et de l'azote pour des stations de type boue activée confrontées à des fortes variations de charges dues à des activités touristiques. TSM. Techniques Sciences Méthodes – Génie urbain, génie rural, 2008, 4, pp.77-89. ⟨hal-02590611⟩
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