Réduction des boues : Etudes des cas de Saumur et Bruxelles-N Merzak BELKHODJA Direction Technique Veolia Water

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1 XII ème Colloque AQUATECH LIMOGES 13 octobre 2005 Réduction des boues : Etudes des cas de Saumur et Bruxelles-N Merzak BELKHODJA Direction Technique Veolia Water

2 Concept BioTHELYS basé sur l hydrolyse thermique > Principe : AMONT Hydrolyse thermique «THELYS» C bars minutes Amélioration de la biodégradabilité des boues + AVAL Traitement Biologique «Bio» Optimisation de l abattement des MV BioTHELYS > Pourquoi une Hydrolyse thermique en phase concentrée? Hydrolyse: pour réduire la quantité de boues à évacuer Thermique: pour garantir une qualité de boues hygiénisée Phase concentrée: pour diminuer la taille des équipements

3 Les constructeurs CAMBI (Norvège) > Domine le marché de l hydrolyse thermique depuis 10 ans > Applications : Boues d épuration Déchets ménagers > Références 15 environ Principalement en Europe du nord Les plus importantes : Dublin ( TMS/an) Bruxelles N ( TMS/an) - Brisbane VEOLIA WATER SYSTEMS (France) > Présence récente > Applications : Boues d épuration > 2 références à venir en France

4 Filières de traitement par hydrolyse thermique Epaississement / Déshydratation Hydrolyse thermique THELYS Turbo-digestion mésophile Oxydation Voir Humide ATHOS Déshydratation Déshydratation Déshydratation Déshydratation Filtre-presse sécheur INOS Incinération PYROFLUID Séchage thermique Évacuation

5 BIOTHELYS Configuration Digestion Deux étapes «clés» 1 - Hydrolyse poussée à C 165 C et sous pression de boues déshydratées. 2 «Turbo-Digestion» anaérobie mésophile à forte charge

6 THELYS Présentation Hydrolyse Thermique Réduction de boues Solubilisation des Matières en Suspension Boues hydrolysées Amélioration de la biodégradation Boues complètement stérilisées Boues à faible viscosité Récupération Energie Combustible chaudière à vapeur : 100% biogaz Cogénération (biogaz en excès) Préchauffage des boues par recyclage de vapeur Sécurité du procédé Utilisation de la vapeur d eau uniquement! Organes de sécurité Fonctionnement automatisé

7 THELYS Présentation Turbo - Digestion Réduction de la taille des équipements Boues d alimentation à 12%, TS de 15 jours Pas d équipements de chauffage des boues Minéralisation et production de biogaz Importante minéralisation des matières volatiles Importante production de biogaz Déshydratation Déshydratation plus aisée jusqu à 30% minimum par centrifugation,, sans chaux Qualité des boues produites Boues hygiénisées Bonne qualité agronomique (abattement de N, diminution P disponible) Très bonne tenue en tas, excellente structure, sans odeur

8 THERMAL HYDROLYSIS Thermal Hydrolysis 15-16% DS sludge % SS sludge > Solubilisation DCO, N, P > Biodégradabilité > Fludisation > Lyse Cellulaire / Abat t MES > Hygiénisation 15-16% DS sludge 10-12% SS sludge

9 THELYS Références THELYS Saumur (France) Château Gontier (France) Capacité STEP: EH EH Capacité THELYS : tms/an 950 tms/an Capacité THELYS : kg MS/j kg MS/ Débit de boues : 1,3 m 3 /h 0,8 m 3 /h Réacteurs : 2 2 Taille réacteur : 4,6 3,1 Qualité boues : faible charge+ graisses faible charge + graisses Conc. boues : 16% 16% MV : 65% 65% Fonctionnement : 7700 h/an 7500 h/an Volume Digesteur : M.E.R. : /2007

10 BIOTHELYS : SAUMUR boues centrifugation Eau Bâche d alimentation Eau chaude Chaudière à vapeur Fuel Gazomètre Electricité Chaudière à eau Biogaz Eau Vapeur vive Bac tampon Digesteur centrifugation Stockage P-51 Vapeur de flash Boues Eau de refroidissement Procédé THELYS

11 BIOTHELYS : SAUMUR RECUPERATION D ENERGIE : Cas 2 réacteurs Etape 0 : Réchauffage boues B de 10 à 165 C Etape 1 : Préchauffage Boues A de 10 à 85 C Etape 2 : Réchauffage Boues A de 85 à 165 C Etape 3 : Préchauffage Boues B de 10 à 85 C Boues brutes Vapeur vive Boues brutes Vapeur flash Boues brutes Vapeur vive Vapeur flash Boues brutes A B A B A B A B Boues hydrolysées Boues hydrolysées Boues hydrolysées Boues hydrolysées

12 THELYS Présentation RECUPERATION D ENERGIE : Cas 3 réacteurs Etape 0 : Réchauffage boues C de 10 à 165 C Boues brutes Vapeur vive Etape 1 : Préchauffage Boues A de 10 à 85 C Réchauffage de 10 à 165 C Boues brutes Vapeur vive Vapeur flash Etape 2 : Préchauffage boues C de 10 à 85 C Réchauffage Boues A de 85 à 165 C Boues brutes Vapeur vive Vapeur flash Etape 3 : Préchauffage Boues B de 10 à 85 C Réchauffage des boues C de 85 à 165 C Vapeur flash Boues brutes Vapeur vive A B C A B C A B C A B C Boues hydrolysées Boues hydrolysées Boues hydrolysées Boues hydrolysées

13 THELYS Présentation CYCLE DE FONCTIONNEMENT THELYS > Remplissage 25 mn > Détente Flash 20 mn > Alimentation vapeur vive 25 mn > Réaction 30 mn > Détente Flash 20 mn > Vidange 25 mn > Espace 05 mn 150 mn 150 mn < durée de cycle < 200 mn

14 THELYS Présentation

15 N-BRUSSELS PROJECT Capacity : Water treatment wanted : Sludge treatment type wanted : Sludge particular context: 1.1 M PE TDS/y C, N, P Thermal Destruction/Oxidation No Incineration on site

16 Procédé Hydrolyse thermique : Cambi Procédé CAMBI

17 N-Brussels Case Study : Sludge Treatment Water Treatment Clarification Dewatering Thermal Hydrolysis Digestion Wet Air Oxidation Dewatering/drying Landfill Municipal sludge 16% DS, 73% VM Hydrolysed sludge 16%DS, 12%SS, 73%VM Digested sludge 12%DS, 7.7%SS, 53%VM Mineral sludge 10% DS - <5% VM Mineral sludge 95% DS - <5% VM

18 russels North Sludge Treatment : Interest of Thermal Hydrolysis & Digestion efore WAO Dewatering 160 gds/l Thermal Hydrolysis N-Brussels sludge treatment Thickening 40 gds/l Turbo-digestion Wet Air Oxidation 2 24 x 12 m3/h m3/h Wet Air Oxidation 896 x m3/h 12 m3/ Drying Drying Filter-Press TH+D+WAO WAO Filter-Press Techno-sand Design volume 24 m3 /h 96 m3/h Techno-sand Landfill / Re-Use Oxygen need kg/h kg/h Landfill / Re-Use

19 N-Brussels WWTP : Heat Recovery Water Treatment Clarification x 1500 kw Flash steam Dewatering Thermal Hydrolysis Steam Electricity Water Boiler Buildings Heating kw kw kw Self- sustaining Digestion Wet Air Oxidation Biogas Steam Steam Generator kw Hot Water kw Dewatering/drying kw Landfill

20 Conclusions Filière boues > Abattement MES: 45 50% - Abattement MV: 50 55% > Digesteur: 3 à 4 fois plus petit qu un digesteur méso classique > Production CH4: + 50% environ / digesteur méso classique > Déshydratation sans chaux: siccité > 25-30% en filtre-bande (Cambi-Naestved) > 30-35% en centrif > 35-40% en filtre-presse Filière Eau > dégradation de la qualité d eau traitée (DCO soluble dure et N organique dur) > MAIS normes de rejet respectées Réduction du volume de boues Produit final: Hygiénisées, sans odeur, TB tenue en tas, TB structure Valorisation biogaz voire chauffage batiment / production électricité