Les rencontres de l Agence de l eau Clermont Ferrand 10 janvier TECHNIQUES D EPURATION Dispositifs agréés Abdel LAKEL, CSTB

Dimension: px

Commencer à balayer dès la page:

Download "Les rencontres de l Agence de l eau Clermont Ferrand 10 janvier 2012. TECHNIQUES D EPURATION Dispositifs agréés Abdel LAKEL, CSTB"

Jean-Charles Leclerc
il y a 8 ans
Total affichages :

1 Les rencontres de l Agence de l eau Clermont Ferrand 10 janvier 2012 TECHNIQUES D EPURATION Dispositifs agréés Abdel LAKEL, CSTB 1

2 Dispositifs agréés Typologie et principe Procédés à écoulement saturé avec aération forcée (microstations) Cultures libres : Boues activées : SBR Cultures fixées Média poreux ou filamentaire Bio-disques

3 Microstations Typologie et principe

4 Air lift 4

5 Systèmes à aération forcée composants Système d'insufflation d'air à fines bulles (suppresseur associé à diffuseurs d'air en disque ou en tubes) Aérateur à turbines Recirculation des boues réalisée : par un système d'air-lift (connecté au suppresseur d'air) qui est régulé par une vanne à membrane. On a ainsi une aspiration des boues qui sont renvoyées dans un autre compartiment (prétraitement ) par pompe reliant la partie clarification à un autre compartiment (prétraitement). 5

6 Culture fixée immergée média Exemple de média filtrant en vrac Exemple de média filtrant en bloc Caractéristiques essentielles du média Nature de la matière Aire spécifique (m2/m3) Taille (mm) Porosité ou taux de vide (%) Poids spécifique (kg/m3) Résistance chimique (hydrocarbure et acide) Mise en œuvre Quantité (volume du bloc ou masse des éléments en vrac) PP, PE Traduit la capacité à fixer le biofilm épurateur Ex 25, 70 mm permettant de faire passer l'eau et l'air, permet de compenser le colmatage du au biofilm Traduit le comportement dans l'eau Traduit la résistance à l'agression des eaux usées En bloc, en vrac avec ou sans filet, Quantité en correspondance avec le nombre d'habitants. 6

7 Dispositifs agréés Typologie et principe Procédés à écoulement insaturé avec aération naturelle Procédés compacts de filtration: Filtres plantés

8 Cultures fixées (écoulement insaturé)

9 Cultures fixées (écoulement insaturé)

10 Filière plantée Typologie et principe

11 Filière plantée Typologie et principe 11

12 Particularités Type Boues activées Culture fixées immergées SBR Procédés de filtration compact Filière plantée Spécificité et domaine d utilisation Pas de fonctionnement par intermittence Sensibilité aux variations de charges brutales et rapides Fonctionnement par intermittence favorable au «nettoyage»du massif Renouvellement du massif parfois nécessaire àlong terme Fonctionnement par intermittence favorable au «nettoyage»du massif Renouvellement du massif parfois nécessaire àlong terme Particularités d entretien Hauteur de boues < 30 %, Vérifier la recirculation, État de fonctionnement du système d aération (avec changement des accessoires àprévoir) Hauteur de boues (FS) < 50 % Vérifier létat de surface du massif et du préfiltre faucardage Hauteur de boues (FS) < 50 % Vérifier létat de surface du massif et du préfiltre Présence d eaux en surface 12

13 Dispositifs agréés Mise en œuvre de la méthodologie de reconnaissance des autres modèles d une même gamme

14 Mise en œuvre de la méthodologie Agrément du modèle testé en épuration : Procédure simplifiée : essai d efficacitd efficacité épuratoire selon la norme EN A1 Procédure non simplifiée : essai d efficacitd efficacité épuratoire selon l annexe l II de l arrêtl arrêté => Besoin de méthodologie de vérification des autres modèles d une même gamme

15 Problématique des gammes Homothétie : forme idéale mais très rarement rencontrée Modèle 1 testé Modèle 2 Modèle 3 Forme non homothétique : cas général Modèle 1 testé Modèle 2 Modèle 3

16 Mise en œuvre de la méthodologie Historique de la formulation de la méthodologie Formulation d une position nationale dans le cadre du GS 17 «Epuration» de la Commission des Avis Techniques (mars 2010 à Décembre 2010) Présentation et amendement au niveau du Sectorial group 12 à l échelle européenne enne (décembre 2010 à avril 2010) Analyse au niveau national dans le cadre d un d GT ministériel (mai 2011 à juin 2011) Reformulation par le ministère de l industrie l dans le but d une d publication d un d document destiné au demandeur Validation DEB et DGS Courrier au lobos notifiés s : fin octobre 2011

17 Mise en œuvre de la méthodologie Phasage Phase d éligibilité : pré-évaluation des dispositifs d une même famille dans le but d un accompagnement d une entreprise Phase d essais des modèles (revendiqués) Phase d évaluation des modèles (revendiqués) dans le délai fixé réglementairement Analyse des données technologiques Analyses des paramètres physiques lies aux processus épuratoire.

18 Mesures Modèle de référence : modèle testé en épuration lors de l'essai de marquage CE selon annexe B de la norme NF EN A1 (procédure simplifiée) l'essai de performance selon l'annexe 2 de l'arrêté prescriptions techniques du 7 septembre 2009 (procédure non simplifiée). Modèle de gamme : modèle qui est soumis aux mesures. Lieu de réalisation des mesures dans les laboratoires En usine (sous le contrôle d un laboratoire) Tolérances des mesures PAGE 18

19 Étape du traitement Composants du prétraitement Composants du traitement Composants de la clarification Analyse des données technologiques En comparaison avec le modèle de référence Dispositifs d'entrée et de sortie (sauf le diamètre) Nombre de compartiments Agencement des composants (ex. position du déflecteur et du pré filtre, présence d un coude, cloisons siphoïdes le cas échant) Performance du pré filtre Dispositifs d'entrée et de sortie (sauf le diamètre) Agencement des composants (ex. orientation du média, mode de distribution des aérateurs) Technologie d'aération Cycle d'oxygénation (par intermittence, en continu) Milieu filtrant ou média (surface spécifique et matériau Dispositifs d'entrée et de sortie (sauf diamètre) Nombre de compartiments Agencement des composants (ex. présence d un coude,...) Composants de la Conditions de recirculation des boues et des eaux recirculation Composants pour l ajout de produit Technologie (ex. dispositifs), mêmes conditions, même point d injection PAGE chimique 19 Date SERVICE OU DEPARTEMENT

20 Mesures Système de filtration à écoulement insaturé Pré-traitement Traitement Prétraitement : Temps de passage (Vu/QN) Vitesse ascensionnelle (QN/Su) Traitement Flux surfacique QN/Su Hauteur de filtration (Hu) => Détermination expérimentale de la répartition hydraulique sur les massifs

21 Mesures Système de filtration à écoulement insaturé => Détermination expérimentale de la répartition hydraulique sur les massifs Pré-traitement Traitement Application àl'amont de chaque prétraitement Sollicitations Volume d'essai (L) par 10 L (WC) en 10 s 10 par 25 L (Lave vaisselle) en 25 s 25 par 70 L (Lave Linge) en 90 s 70 par n* x 200 L (Bain) en n x 180 s n x 200 par un débit de n* x 75 L/min pendant 5 min (douche) n x 75

22 Mesures Système a aération forcée avec culture libre ou fixée O2 Pré-traitement Traitement Clarification Prétraitement : Temps de passage (Tp) Vitesse ascensionnelle (QN/Su) Traitement Capacité d aération (CO) Temps de séjour (ts) R Clarification : Temps de passage (Tp) Vitesse ascensionnelle (QN/Su) hauteur utile (Hu) taux de recirculation (R) => Détermination du temps de séjour (pathologies hydrauliques), capacité de transfert d oxygène et taux de recirculation

23 Approche de vérification de l homothétie géométrique Conditions géométriques préalables :L/l = constant + 10 %; H/L ou H/D = constant + 10 % ; H /l = constant + 10 %, Répartition homogène de l air dans le réacteur du modèle par le positionnement des aérateurs, Si ces conditions sont remplies, alors Tp modèle > Tp modèle testé, Calcul du transfert d O 2 tenant compte des pertes de charges ou autres singularités, => quantité d air apportée du modèle > quantité d air apporté du modèle testé, M/EH modèle > M/EH modèle testé (cas des cultures fixées) 23

24 Mesures Système a aération forcée avec culture libre ou fixée Distribution de temps de séjour (DTS) hydrodynamique des cuves Determination capacités d aération des systèmes daération

25 Mesures Système a aération forcée avec culture libre ou fixée Début de l'essai : 17-Oct :31:20 Sonde n 2 Volume = 2 m k La essai = 3.93 h -1 R 2 = p< Début de l'essai : 06-Oct :27:00 Sonde n 8 Ts = 66h Co = 4.1 g/l (NaCl) Concentration O 2 % Température d'essai = 17.8 C CsO 2 = NaN go 2.m -3 k La20 = 4.15 h -1 CO = kgo 2.h Temps (mn) ln(cf-c) Temps (mn) 0.6 E( ) PAGE 25 Ct = C s,p*,t (C s,p*,t CO) x exp ( kla T x t) Avec : Ct : concentration en oxygène, mesurée à l'instant t C s,p*,t : concentration en oxygène à saturation (concentration CO : concentration en oxygène àt=0 (en mgo 2 /L), KLa T :coefficient de transfert d'oxygène àla température de la mesure.

26 Approche par calcul numérique par CFD appliqué au génie des procédés 26

27 ESSAIS COMPLÉMENTAIRES (OPTIONNEL) Essai réalisé avec une charge hydraulique identique à celle utilisée pour l essai initial «complet» Série de paramètres (*) : Prétraitement : Tp et/ou Qn/Su et/ou Hu, ou Clarification : Tp et/ou Qn/Su et/ou Hu, ou Réacteur : Tp (ou Ts), ou Réacteur : CO, ou Réacteur : M/EH (cas des cultures fixées), ou Filtre insaturé : répartition hydraulique. Au vu des résultats obtenus la série de paramètres validés servira de référence pour l évaluation des autres modèles de la gamme. Ces essais complémentaires ne permettent de valider qu une seule série de paramètres (*) non conforme aux conditions d acceptation, les autres séries de paramètres étant conformes aux conditions d acceptation. PAGE 27

28 Outils CSTB pour les essais AQUASIM : capacité de test de 10 installations en // Approche virtuelle par CFD

Documents pareils

LES EAUX USÉES. L évacuation des eaux usées. Les eaux vannes (EV) : eaux provenant des cuvettes de WC.

LES EAUX USÉES. L évacuation des eaux usées. Les eaux vannes (EV) : eaux provenant des cuvettes de WC. L évacuation des eaux usées Les eaux vannes (EV) : eaux provenant des cuvettes de WC. Les eaux ménagères (EM) : eaux provenant de la cuisine (évier, lave-vaisselle) et de la salle de bains (lavabo, baignoire,