fonctionnement de station d'epuration

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    Optimisation du fonctionnement dune station dpuration boues actives de 10 000 EH, Trlissac (24)

    Sandrine REJASSE Mmoire de TFE 2009 Page 1 sur 85

    REMERCIEMENTS

    A loccasion de la rdaction de ce mmoire de fin dtudes je tiens particulirement

    remercier M. Pascal DAMIANI, responsable de lagence Prigord - Valle de la Dordogne sansqui se stage naurait pas t possible, ainsi que M. Jean-Christophe STUDER, matre de stage et

    responsable du service usine de cette agence, pour la disponibilit et la confiance quil ma

    accordes au cours de ces six mois de stage.

    Je remercie la Communaut dAgglomration Prigourdine, propritaire des ouvrages sur

    lesquelles jai t amene travailler.

    Je souhaite galement remercier Mme Loetitia JAUJARD du service dexpertise

    assainissement de la lyonnaise des eaux ainsi que M. Emmanuel CARRIER du CTA pour leur

    collaboration ce travail.

    Enfin, je ne saurai oublier lensemble du personnel du service usine, et plus

    particulirement M. Frderic GRESIAK, chef dusine assainissement de la communaut

    dagglomration prigourdine, pour leur collaboration et leur sympathie.

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    Sandrine REJASSE Mmoire de TFE 2009 Page 3 sur 85

    RESUME

    Optimisation du fonctionnement dune station dpuration boues actives de 10 000 EH,

    Trlissac (24)

    Ces six mois de stage de fin dtudes ont t consacrs loptimisation du fonctionnement

    dune station dpuration boues actives de 10 000 quivalents-habitants, reconstruite en avril

    2008 par la communaut dagglomration prigourdine. Lobjectif tait alors double : dune part,optimiser le process de linstallation, par un diagnostic (thorique et exprimental) de son

    fonctionnement ; et dautre part, participer la formation du personnel dexploitation, via

    notamment la rdaction dun manuel dexploitation.

    Pour ce faire, une forte implication dans lexploitation et le suivi de la rception de

    linstallation a t ncessaire. De plus, le travail dquipe avec lensemble du personnel du

    service usine de lagence Prigord de la lyonnaise des eaux, auquel jtais rattache, a t un

    lment cl dans latteinte de ces objectifs.

    Avec un effluent dentre fortement dilu par des eaux parasites, des dysfonctionnementsinterdpendants ont t remarqus en terme de rcupration des sables et des graisses, de

    dphosphoration biologique, de qualit et de traitement des boues ainsi que des consommations

    en ractif (pour la dphosphatation physico-chimique et le traitement des boues).

    Malgr des dimensions douvrages parfois inadaptes, des amliorations ont dores et dj

    t mises en place pour la part process, comme la rgulation des dbits de recirculation, le

    rglage de laration, la rgulation et la rduction de lge de la boue, et lutilisation de quantits

    de ractifs plus adaptes.

    Il faudra en revanche plus de temps pour rsoudre compltement certaines problmatiquescomme la gestion de lge de boue et le rendement de la dshydratation. Des tudes plus

    pousses sur ces sujets sont donc prvoir et des investissements devront alors probablement

    tre envisags.

    En conclusion il faudra peut-tre attendre plusieurs annes avant de rsoudre compltement

    les problmatiques souleves dans ce mmoire, auxquelles viendront srement sajouter dautres

    dans lintervalle.

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    Sandrine REJASSE Mmoire de TFE 2009 Page 4 sur 85

    ABSTRACT

    Working order optimization of a water treatment plant with activated sludge, designed to

    treat 10 000 PE unit, Trlissac (24)

    These six month of internship were devoted to the working order optimization of a water

    treatment plant with activated sludge, designed to treat 10 000 PE unit. This water treatment

    plant was rebuilt in April, 2008 by the Prigourdine conglomeration community. The aim of this

    internship was twofold: firstly, to optimize the process of the setting up, thanks to a theoretical

    and experimental diagnosis; secondly, to take part in the workforce training notably through the

    writing of a workers manual.

    A large implication in the exploitation and the following through the setting up delivery

    was necessary to succeed. Moreover, the work in team, with all the staff of the factory

    department of the Prigord branch of lyonnaise des eaux, was the key to reach these purposes.

    With a highly diluted effluent by parasitical water, mutually dependant dysfunctions were

    brought up about the sand and fat recovery, about biological dephosphatation, about the quality

    and the treatment of the sewage sludge and about the reagent consumptions (for physico-

    chemical dephosphatation and sewage sludge treatment).

    Despite occasionally unadapted dimensions of the masonry work, some improvements

    have already been carried out about the process such as flow regulation, aeration adjustment,

    reduction of the sewage sludge age and more adapted reagent consumptions.

    Nevertheless, it will take a long time to solve some problematics right through, such as

    sewage sludge age and dehydratation output. Therefore, these themes must be examined and

    some investments ought to be considered.

    As a conclusion, it must take years before the problematics raised in this dissertation are

    solved. Besides, other new problematics may appear during the time.

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    Sandrine REJASSE Mmoire de TFE 2009 Page 5 sur 85

    SOMMAIRE

    REMERCIEMENTS...................................................................................................................................1

    RESUME......................................................................................................................................................3

    ABSTRACT.................................................................................................................................................4

    INTRODUCTION.......................................................................................................................................9

    PARTIE 1 : CONTEXTE DE LETUDE................................................................................................11

    1. HISTORIQUE DE LENTREPRISE ........................................................................................................11

    1.1. La lyonnaise des eaux .............................................................................................................11

    1.2. Le groupe GDF Suez...............................................................................................................11

    2. LA LYONNAISE DES EAUX ..............................................................................................................12

    2.1. Les centres rgionaux .............................................................................................................122.2. Les agences territoriales.........................................................................................................12

    2.3. Le contrat de dlgation de service public..............................................................................12

    2.3.1. La dlgation de service......................................................................................................12

    3. LA GESTION DES EAUX USEES SUR LA COMMUNAUTE DAGGLOMERATION PERIGOURDINE (CAP)

    13

    3.1. Historique et politique de gestion de la CAP..........................................................................13

    3.2. Les rseaux..............................................................................................................................14

    3.3. Les STEP et les PR..................................................................................................................15

    4. LA STEP DE TRELISSAC ..................................................................................................................15

    4.1. Gnralits ..............................................................................................................................154.2. Les effluents.............................................................................................................................16

    4.3. Le dimensionnement................................................................................................................19

    4.4. La filire de traitement des eaux uses Introduction au traitement par boues actives ......20

    4.4.1. Principe du traitement par boues actives..........................................................................20

    4.4.2. Le prtraitement..................................................................................................................21

    4.4.3. Le traitement biologique : le bassin daration (BA)..........................................................22

    4.4.4. Le traitement physico-chimique du phosphore ...................................................................24

    4.4.5. Le dgazage.........................................................................................................................25

    4.4.6. Le clarificateur....................................................................................................................25

    4.4.7. La recirculation...................................................................................................................264.4.8. Traitement des graisses : BIOLIX .....................................................................................26

    4.4.9. Traitement des boues : centrifugation.................................................................................26

    PARTIE 2 : OPTIMISATION ET MISE EN ROUTE DE LUSINE..................................................29

    1. OBJECTIFS DU STAGE ET METHODOLOGIE .......................................................................................29

    1.1. Les objectifs.............................................................................................................................29

    1.2. Mthodologie...........................................................................................................................29

    2. REVISION DU DIMENSIONNEMENT : ANALYSE THEORIQUE .............................................................30

    2.1. Dessableur-dgraisseur ..........................................................................................................30

    2.2. Traitement biologique .............................................................................................................31

    2.2.1. Zone de contact ...................................................................................................................312.2.2. Zone danarobie ................................................................................................................32

    2.2.3. Zone daration : dimension et concentration selon lge de boue....................................32

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    Optimisation du fonctionnement dune station dpuration boues actives de 10 000 EH, Trlissac (24)

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    LISTE DES FIGURES :

    FIGURE 1 :VISUALISATION GEOGRAPHIQUE DU SECTEUR CAP .................................................... ............................... 13FIGURE 2:SCHEMATISATION DES RESEAUX EP ET EU SUR LA COMMUNE DE TRELISSAC ........................................... 14FIGURE 3 :INFLUENCE DE LA PLUVIOMETRIE SUR LE DEBIT DEAUX USEES DU BVTRELISSAC ................................... 16

    FIGURE

    4 :S

    CHEMATISATION DU PRINCIPE DEPURATION PAR BOUES ACTIVEES

    ........................................................ . 20FIGURE 5 :PHOTOGRAPHIE DU BA DE LA STEPSANDRINE REJASSE LE 06-03-09................................................. 22FIGURE 6 :SCHEMAS DE FONCTIONNEMENT DU BASSIN DAERATION ..................................................... ..................... 22FIGURE 7 :EVOLUTION DU PHOSPHORE ENTRE ANAEROBIE ET AEROBIE [11] .............................................................. 23FIGURE 8 :DEGRADATION ET ASSIMILATION DE LA POLLUTION DANS LE BA.[11] ..................................................... 24FIGURE 9 :SCHEMA DE FONCTIONNEMENT DU CLARIFICATEUR ET DE LEVACUATION DES BOUES. ............................. 25FIGURE 10 :SCHEMA DE FONCTIONNEMENT DU CLARIFICATEUR ET DE LEVACUATION DES BOUES. ...........................27FIGURE 11 :BILAN DES BOUES SUR LA STEPSEMAINES N1 A 13....................................................... ..................... 37FIGURE 12 :PHOTOGRAPHIES DU DEGRILLEUR DE LA STEPJUIN 2009SANDRINE REJASSE ............................... 38FIGURE 13 :PHOTOGRAPHIES DU DESSABLEUR DE LA STEPMARS 2009SANDRINE REJASSE............................ 39FIGURE 14 :EVOLUTION DE LA CONCENTRATION DE LA BOUE DEXTRACTION EN FONCTION DE LA CHARGE DU BA..41FIGURE 15 :PRINCIPE DE LA SUR-ASSIMILATION DU PHOSPHORE [11] .................................................... ..................... 41FIGURE 16 :IMPACTS DE LAERATION JOURNALIERE PILOTEE PAR LA MESURE REDOX ............................................... 44FIGURE 17 :EVOLUTION JOURNALIERE DE LA CONCENTRATION EN O2LE 05JUIN 2009........................................... . 45FIGURE 18 :SUIVI JOURNALIER DU POTENTIEL REDOX AVEC UNE AERATION REGULIERE LE 10MAI 2009................46FIGURE 19 :VARIATION DE LA DECANTABILITE DE LA BOUE AVEC LINJECTION DE POLYMERE POUR LA

    DESHYDRATATION .................................................... ........................................................... ............................... 48FIGURE 20 :PHOTOGRAPHIE DE LA ZONE DE CONTACT DURANT LE FONCTIONNEMENT DE LA DESHYDRATATION -

    16/01/2009 ..................................................... ............................................................ ........................................ 48FIGURE 21 :VARIATION DE LA DECANTABILITE ET DE LA CHARGE DU BA DANS LE TEMPS ......................................... 49FIGURE 22 :PHOTOGRAPHIES DES SURFACES DES OUVRAGES EXTERIEUR LE 30/03/09,[MSBA]=4 G/L. ....................49FIGURE 23 :BILAN DE LEXTRACTION DE BOUE SUR LA STEP SEMAINES 1 A 18 ......................................................52

    LISTE DES TABLEAUX :

    TABLEAU 1 :CONCENTRATIONS EN POLLUANTS DE LEFFLUENT DENTREE DE STEP................................................. 17TABLEAU 2 :RATIOS CARACTERISTIQUES DE LA POLLUTION ENTRANT SUR LA STEP................................................. 18TABLEAU 3 :DEBITS DE BASE DU DIMENSIONNEMENT DE LA STEP ....................................................... ..................... 19TABLEAU 4 :RECAPITULATIF DES CHARGES ENTRANTES UTILISEES POUR LE DIMENSIONNEMENT .............................. 19TABLEAU 5 :DIAGNOSTIC DU FONCTIONNEMENT DU DESSABLEUR-DEGRAISSEUR ..................................................... . 30TABLEAU 6 :DIAGNOSTIC DU FONCTIONNEMENT DE LA ZONE DE CONTACT..................................................... ........... 31TABLEAU 7 :DIAGNOSTIC DU FONCTIONNEMENT DE LA ZONE DANAEROBIE................................................... ........... 32TABLEAU 8 :DETERMINATION DE LA CONCENTRATION DE TRAVAIL OPTIMALE ......................................................... . 33

    TABLEAU 9 :DETERMINATION DU TEMPS DAERATION OPTIMAL ........................................................... ..................... 34TABLEAU 10 :DETERMINATION DE LA DOSE DE FECL3 OPTIMALE ......................................................... ..................... 35TABLEAU 11 :ETUDE DU TEMPS DE SEJOUR DE LA BOUE DANS LE CLARIFICATEUR .................................................... . 36TABLEAU 12 :DETERMINATION DU TAUX DE RECIRCULATION OPTIMAL .......................................................... ........... 37TABLEAU 13 :ANALYSES DE LA CONCENTRATION EN PHOSPHORE LE LONG DE LA FILIERE ......................................... 42TABLEAU 14 :DETERMINATION DE LA PLAGE DAERATION OPTIMALE EN MODE CADENCE-DUREE ............................. 45TABLEAU 15 :OPTIMISATION DE LINJECTION EN FECL3 ..................................................... ........................................ 47TABLEAU 16 :OPTIMISATION DE LA DESHYDRATATION : MODIFICATIONS DES ENTREES.................................. ........... 50TABLEAU 17 :OPTIMISATION DE LA DESHYDRATATION : MODIFICATIONS MECANIQUES............................................. 51

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    INTRODUCTION

    Dans les campagnes du moyen ge, lensemble des dchets produits par les hommes

    reprsentait un volume relativement faible par rapport aux surfaces disponibles. Dans les villesen revanche, la rue tait lultime exutoire de ces dchets majoritairement organiques

    (excrments, aliments) ce qui favorisait la prolifration des rats, et par consquent la

    propagation de graves pidmies comme la peste, notamment dans les parties les plus basses des

    villes, soumises au lessivage par les eaux de pluie des parties hautes. Ce nest alors qu

    loccasion de ces pisodes de maladies que les diles et les habitants venaient se proccuper de

    la propret des rues. Les dchets taient ramasss et dsinfects en dehors de la ville grce de

    la chaux vive, dj bien connue cette poque.

    Au XVIIme sicle se dveloppe enfin les premires vacuations des eaux uses dans les

    plus grandes villes du pays et ce jusqu lapparition du tout lgout, dans le courant du XIXme

    sicle, qui vacuera ces eaux le plus loin possible des habitations.

    Mais ces eaux, indsirables pour les hommes, directement vacues vers le milieu naturel

    sont charges en matires polluantes chimiques et biologiques (virus, bactries,) et il faudra

    toutefois attendre le XXme sicle pour quune relle rflexion soit mene sur le devenir de ces

    effluents et leurs impact sur le milieu naturel (faune et flore).

    A la fin du XXme sicle, les hommes prennent galement conscience de leurs usages

    contradictoires de la ressource en eau : usages alimentaires, de travail, de loisir et contamination

    de cette ressource par leurs rejets deaux usages. Une grille multi-usage est mme cre

    cet effet en 1971, avant dtre remplace en 2000 par un systme de 4 classes de qualit (SEQ-

    Eau).

    Mais, ce nest quen 1991 quun vritable effort de rduction de limpact de lhomme sur le

    milieu naturel est fourni avec la directive europenne relative aux eaux rsiduelles urbaines

    (DERU). Elle impose alors aux collectivits de plus de 2000 EH de collecter et traiter ses eaux

    uses. En de, sil existe un systme de collecte, le traitement est galement rendu obligatoire.

    Par suite, la loi sur leau de 1992, vient placer leau au rang de patrimoine national. La

    ressource est alors planifie, et la police de leau et les sanctions administratives et lgales dans

    ce domaine sont renforces. Ce renforcement des sanctions est une tape importante dans

    laffirmation de la volont de rsultat du pouvoir politique en place.

    La dernire lgislation dans ce domaine date de Juin 2007, et renforce un peu plus les

    obligations en termes de qualit de rejet, de rendement de traitement mais aussi dauto

    surveillance de ces systmes de traitement dont 45% dentre eux sont des procds de type

    boues actives .

    Ce systme de traitement par boues actives tant utilis pour les plus importantes units

    de traitement, cest dire avec plus de 1000 habitants collects (contre 500 habitants collects enmoyenne), il est de trs loin le procd le plus rpandu en termes de population concerne.

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    PARTIE 1 : CONTEXTE DE LETUDE

    1. Historique de lentreprise

    1.1.La lyonnaise des eaux

    Fonde en en 1880 par le Crdit Lyonnais, la Lyonnaise des eaux et de lclairage,

    construit sa politique premire autour de la production et de la vente de gaz, et se tourne

    rapidement vers llectricit. En 1946, grce une politique de gestion centralise, elle devient

    ainsi le premier producteur dlectricit franais et cre alors les entreprises EDF et GDF.

    Degrmont, spcialiste du traitement de leau entre dans le groupe Lyonnaise en 1960 suivi

    de SITA (Socit Industrielle des Transports Automobiles) en 1970 qui ralisait la collecte des

    ordures mnagres en rgion parisienne depuis le dbut des annes 20.

    1.2.Le groupe GDF Suez

    En 1974, la compagnie financire de Suez, fonde pour la ralisation du canal du mme

    nom dans les annes 1860 puis puissant investisseur, devient actionnaire de rfrence de la

    Lyonnaise la place du crdit Lyonnais.

    Ce nest enfin quen 1997 que la compagnie financire de Suez et la Lyonnaise (LDE) ont

    fusionn pour former par la suite le groupe franco-belge1 Suez, puis GDF Suez en 2008, prsid

    depuis sa cration par M. Grard Mestralet.

    Ce groupe, aujourdhui prsent dans les banques, les assurances, etc forme un grand

    groupe industriel, fidle ses origines, dans les mtiers de llectricit, du gaz, des services

    lnergie, de leau et de la propret.

    Ces mtiers sont plus que jamais au cur des enjeux politiques, sociaux et conomiques du

    monde, alors que lon ne cesse de parler de dveloppement durable.

    1 En 1988, la compagnie financire de Suez stait porte acqureur de la Socit Gnrale de Belgique,

    premier producteur et vendeur de gaz en europe.

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    2. La Lyonnaise Des Eaux

    2.1.Les centres rgionaux

    La Lyonnaise Des Eaux est prsente sur lensemble du territoire franais grce uneorganisation en 29 centres rgionaux dont le Centre Rgional Guyenne, bas Bordeaux qui

    stend sur les dpartements de la Dordogne et de la Gironde.

    Les cartes relatives lorganisation de la Lyonnaise Des Eaux sur le territoire franais sont disponibles

    en annexe 1.

    2.2.Les agences territoriales

    Ces centres rgionaux sont leurs tour organiss en agences territoriales, au nombre de

    120 travers le pays, comme lagence Prigord Valle de la Dordogne, qui assure 24h/24 et

    7j/7, la continuit du service pour les communes de la valle de la Dordogne et de la valle de

    lIsle dont les communes de Libourne et Prigueux.

    2.3.Le contrat de dlgation de service public

    2.3.1. La dlgation de serviceLa gestion dlgue dun service public fixe une certaine autonomie au dlgataire du

    service qui aura la charge dexploiter les quipements, voire de les financer. Cest en rsum unfinancement priv des quipements publics Le dlgataire est alors directement rmunr par

    lusager, le rle de la collectivit tant alors dorganiser et de contrler le service.

    2.3.2. Le contrat daffermagePar ce contrat, le dlgataire ou fermier sengage ces risques et prils et reverse la

    collectivit, une redevance damortissement des ouvrages et quipements quil exploite,

    galement appele surtaxe.

    2.3.3. Le contrat de concessionDans le cas dune concession, le contrat est ngoci pour une plus longue priode que dans

    le cas de laffermage. Dans ce cadre, lexploitant doit alors prendre sa charge les

    investissements ncessaires la prennit et la mise en conformit des installations concdes.

    La commune de Trlissac, reprsente par son maire M. Francis COLBAC, propritaire

    dune station dpuration (STEP), a sign en 1973 avec la Lyonnaise Des Eaux (LDE) un contrat

    de dlgation de service public pour le traitement de ses eaux uses et la gestion de son systme

    de collecte. Ce contrat a par la suite fait lobjet de diffrents avenants avant dtre renouvel en

    avril 2009.

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    3.2.Les rseaux

    Le rseau semi sparatif de la commune de Trlissac dessert plus de 2150 clients 2: sur un

    bassin versant (dnomm par la suite BV Trlissac) de prs de 2300 ha, grce 51 km de

    canalisations deaux uses (EU) et de 21 km deaux pluviales (EP).

    Mais le dbit collect lexutoire de ce rseau, sur la STEP de la ville, dmontre que la

    population rellement raccorde est plus importante.

    En effet, il a t constat que sur ce rseau, g de plus de 50 ans pour les tronons principaux,

    de nombreuses inversions de branchements persistent entre lEU et lEP.

    De plus, du fait de sa vtust, ce rseau par endroit fissur, cass, voire effondr, est soumis de

    nombreuses infiltrations deau parasites notamment par la nappe phratique (situe 3.5 m de

    profondeur au niveau de la STEP tandis que les canalisations descendent prs de 4 m deprofondeur sur les tronons principaux).

    Enfin, depuis leur construction, les rseaux sparatifs dEU et dEP de la commune sont

    constitus de deux canalisations ouvertes dans un mme tunnel, comme reprsent en figure 2 ci-

    aprs. Par consquent, au moindre bouchage on risque observer un dversement de lEU dans la

    canalisation dEP. A linverse en cas de fortes pluies, le rseau EP risque son tour se dverser

    dans le rseau dEU.

    Figure 2 : Schmatisation des rseaux EP et EU sur la commune de Trlissac

    De part sa position en profondeur, il est de plus trs difficile et onreux dintervenir sur des

    bouchages.

    Le rseau unitaire de la CAP dessert quant lui prs de 19 500 clients par lintermdiaire

    de 42 km de canalisations.

    Voir la carte du rseau alimentant la STEP de Trlissac en annexe 2.

    2 Selon le Rapport Annuel du Dlgataire de 2007

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    3.3.Les STEP et les PR

    La CAP est actuellement en charge de la gestion de deux STEP rparties sur son secteur :

    la STEP de Saltgourde ( louest de Prigueux) dune capacit de 48 0003 Equivalents Habitants

    (EH) et la STEP de Trlissac Les Garennes dune capacit de 10 000 EH depuis sarestructuration en 2007-2008.

    Elle est galement en charge de 23 postes de relvements (PR) rpartis sur le secteur et

    alimentant la STEP de Saltgourde, lexception de 3 dentres eux : les PR Rivire et Charrieras

    situs sur la commune de Trlissac, et le PR Prfecture (Confer carte du rseau en annexe 2).

    De faon trs logique, les PR Rivire et Charrieras taient ds lorigine rattachs la STEP

    de Trlissac.

    En revanche, le PR Prfecture, situ en contrebas du centre ville de Prigueux, a fait lobjet

    dbut 2009 dune importante restructuration visant repartir ses effluents sur les 2 STEP de laCAP compter du mois de Mars 2009. NB : On considrera donc par la suite les effluents

    arrivant de ce poste comme ceux du BV Prfecture.

    Les 6 autres PR situs sur le rseau de la ville de Trlissac (Petite Mthe, Trma,

    Maurilloux, Jalots, Plaine des Jeux et Feuilleraie), relvent pour leur part de la comptence de la

    ville de Trlissac. Les effluents en transit sur ces PR ont ainsi pour exutoire la STEP de

    Trlissac.

    NB : Avec les PR Rivire et Charrieras, ils constituent ce que lon nommera par la suite le BV

    Trlissac.

    4. La STEP de Trlissac

    4.1.Gnralits

    Comme prcdemment expliqu, la construction de cette Station de Traitement des Eaux

    Uses (STEU), acheve en avril 2008, correspond en fait la reconstruction de lancienne STEU

    communale de la ville de Trlissac.

    En effet, lancienne station de la ville de Trlissac, construite en 1964, avait dj fait

    lobjet dune extension en 1976 afin datteindre une capacit de traitement de 1 200 EH.

    Toutefois, malgr cette extension, la STEP restait sous-dimensionne par rapport la population

    collecte. En effet, constitue dun poste de relevage, dun bassin daration, dun clarificateur et

    dun silo de stockage des boues, cette ancienne STEU tait presque toujours sature par un dbit

    journalier de 200 m3/j.

    3 La capacit nominale tait en 1992 de 60 000 EH sur une base de 48 g DBO5/EH/j mais la norme est

    passe 60 g DBO5/EH/j.

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    Sandrine REJASSE Mmoire de TFE 2009 Partie 1 Page 16 sur 85

    Ds 2006, lors de ltude du projet de restructuration de la STEU, la ville de Trlissac, a

    alors dcid de transfrer sa comptence assainissement la CAP, dj en charge de

    lassainissement de la ville de Prigueux et de quelques communes avoisinantes.

    Remarque : malgr ce transfert de comptence de traitement, lexploitant dtenteur de la

    dlgation de service public est rest le mme. Un nouveau contrat a simplement t pass entre

    la CAP et LDE pour lexploitation de cette STEP (ainsi que de lancienne STEP avant sa

    dmolition).

    A ce jour, des rserves sont toujours mises sur la rception de la station dpuration. Les

    essais de garanties, prvus depuis janvier pour le mois de mars, ont ce jour t repousss la

    fin du mois de juin 2009.

    4.2.Les effluents

    4.2.1. QuantitComme prcdemment nonc, la STEP est destine recevoir les effluents de deux

    bassins versants (BV) distincts.

    4.2.1.1.BV Trlissac

    Le dbit moyen de temps sec du rseau du BV Trlissac est estim 300 m3/j4, soit

    2000 EH sur la base de ce dbit. Le rseau tant semi-sparatif, il nest pas surprenant que ce

    dbit ait dj atteint les 1400 m3/j en temps de pluie (pour une pluviomtrie de 24 mm

    le 24/01/2009) soit une augmentation 350% par rapport au dbit de temps sec.

    Une petite tude statistique5 sur la relation entre pluviomtrie et dbit deau du BV a ainsi

    t mene et est reprsente en figure 3 ci-aprs :

    Figure 3 : Influence de la pluviomtrie sur le dbit deaux uses du BV Trlissac

    4Cette valeur est base sur ltude des mesures collectes par le dbitmtre du PR de la STEP de

    novembre 2008 fvrier 2009.

    5

    Il est bien vident quil sagit l dun raccourci grossier, le volume de pluie prcipit, et donc collect,sur un mme bassin versant tant fonction de lintensit, de la dure et de la frquence des pisodes

    pluvieux. Ce raccourci est toutefois suffisant en rponse aux objectifs fixs par ce stage.

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    4.2.1.2.Ensemble des effluents arrivant sur la STEP

    Depuis le 5 Mars 2009, date de mise en service du PR Prfecture, la STEP reoit en

    moyenne 1000 m3/j en temps sec, dont 75 % proviennent de ce poste.

    Au niveau de ce poste, une seule pompe (dbitant 80 m3

    /h) est destine au refoulement deseffluents vers la STEP de Trlissac. En temps de pluie, une seule pompe ntant pas suffisante,

    une deux autres pompes ont pour fonction de refouler le dbit supplmentaire vers la STEP

    principale de la CAP, savoir Saltgourde dune capacit de 50 000 EH.

    Pour plus de dtails sur le fonctionnement de ce poste des extraits sa fiche technique, rdige

    durant le stage, sont prsents en annexe 3.

    Par consquent seuls 1900 m3/j pourraient au grand maximum sajouter depuis ce BV

    Prfecture au dbit de temps de pluie du BV Trlissac ; en temps de pluie, la rparation des

    dbits entre les 2 BV se rquilibre donc.

    4.2.2. QualitGrce aux rsultats des bilans 24 h, prvus dans le planning dauto surveillance de la

    STEP, il apparat que leffluent arrivant dans le PR de la STEP est un effluent relativement dilu.

    En effet, les concentrations en lments polluants en entre de STEP sont toujours situes dans la

    partie basse des fourchettes de valeur des effluents domestiques classiques, comme indiqu en

    colonne 3 du tableau 1 ci-dessous6. [5] [12]

    Effluentd'entre deSTEP

    BVTrlissac

    BV Trlissac +BV Prfecture

    VALEURSGUIDES DETEMPS SEC

    Dbit 346 m3 1 046 m3

    Pluviomtrie

    293 mg/l 135 mg/l 100-400DBO5

    100 kg/j 93 kg/j

    817 mg/l 425 mg/l 300-1000DCO

    271 kg/j 370 kg/j

    297 mg/l 220 mg/l 150-500MES

    103 kg/j 166 kg/j

    250 mg/l 205 mg/lMVS103 kg/j 151 kg/j

    66 mg/l 55 mg/l 30-100NTK

    27 kg/j 27 kg/j

    50 mg/l 44 mg/l 20-80N-NH4

    21 kg/j 17 kg/j

    10 mg/l 8 mg/l 10-25Pt

    4 kg/j 4 kg/j

    Tableau 1 : Concentrations en polluants de leffluent dentre de STEP

    6 Les valeurs prsentes dans ce tableau sont tires des bilans bimensuels de la STEP, entre dcembre et

    avril 2009.

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    Au regard de la qualit du rseau dalimentation, un tel rsultat nest pas surprenant (confer

    partie 1 3.2.), nous travaillons en fait avec un effluent trs dilu, et ce dautant plus depuis la

    mise en route du PR Prfecture.

    Ltude des ratios de composition de cette pollution (prsents dans le tableau 2) nousamne galement aux conclusions suivantes : [11]

    - le ratio DCO/DBO5 relativement lev (gal 3.1), indique une biodgradabilit de

    leffluent infrieure la moyenne, tout comme le ratio DBO5/N/P depuis le refoulement

    du PR Prfecture,

    - le ratio MES/DBO5 galement relativement lev (gal 1.6) indique que la production

    de boue sera relativement importante par rapport la charge polluante entrante,

    - le ratio MVS/MES de 0.9 galement quelque peu lev, nous indique que cet effluent esttrs organique, ce qui conduira :

    o Une importante production de boues en excs,

    o Un taux de MVS important dans le racteur biologique,

    o Un indice de Molhman (Im) lev,

    o Une interrogation sur la prsence deffluents agro-alimentaire.

    - Enfin, le rapport DCO/PT

    trs lev lorsque la station ne reoit que les effluents issus du

    BV Trlissac (84.2), indique une bonne aptitude au traitement biologique du phosphore.

    Effluentd'entre deSTEP

    BVTrlissac

    BV Trlissac +BV Prfecture

    VALEURSGUIDES DETEMPS SEC

    DCO/DBO5 2,8 3,1 2,2-2,4

    MES/DBO5 1,0 1,6 0,8-1,2

    DBO5/NTK 4,4 2,5 4-5

    N-NH4/NTK 0,8 0,8 0,6-0,8

    DCO/PT 84,2 50,6 44-50

    MVS/MES 0,8 0,9 0,65-0,75

    DCO/NTK 12,4 7,7 8,8-12

    DBO5/N/P 100/6/3 100/40/6 100/20/3

    Tableau 2 : Ratios caractristiques de la pollution entrant sur la STEP

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    4.3.Le dimensionnement

    En accord avec le cahier des clauses techniques particulires (CCTP) du dossier de

    consultation des entreprises (DCE), la STEP de Trlissac a t redimensionne pour une

    population de 10 000 EH7 rpartie sur les BV Prfecture et Trlissac lhorizon 2030.

    NB : A lheure actuelle, malgr la mise en route du PR Prfecture, moins de 2000 EH (sur

    la base de la DBO5) sont rellement traits par la STEP.

    Le dbit nominal de temps sec fix par le CCTP et utilis par le constructeur est de

    1870 m3/j et le dbit journalier de temps de pluie acceptable sur la STEP doit tre de 3200 m3/j.

    Les dbits horaires de dimensionnement sont de 80 m3/h en moyenne et de 160 m3/h en pointe.

    Ces valeurs sont rsumes dans le tableau 3 ci aprs.

    DbitJournaliertemps sec

    Journalier tempsde pluie

    Moyen horaire Pointe horaire

    m3

    1870 m3/j 3200 m

    3/j 80 m

    3/h 160 m

    3/h

    Tableau 3 : Dbits de base du dimensionnement de la STEP

    Les charges polluantes utilises pour le dimensionnement de la filire de traitement sont

    caractristiques dun effluent domestique classique, malgr le constat dune importante dilution

    des effluents de ces BV. Ces charges polluantes de dimensionnement sont prsentes dans le

    tableau 4, qui rappelle galement les mesures effectues sur leffluent dentre de STEP depuis

    dbut 2009.

    Tableau 4 : Rcapitulatif des charges entrantes utilises pour le dimensionnement

    7 Sur la base de la DBO5 entrante de 60 g DBO5/EH/j.

    Effluentd'entre deSTEP

    BV Trlissac +BV Prfecture

    VALEURSDIMENSIONNEMENT

    Dbit 1 046 m3 1 869 m3

    135 mg/l 321 mg/lDBO5

    93 kg/j 600 kg/j

    425 mg/l 642 mg/lDCO

    370 kg/j 1 200 kg/j

    220 mg/l 482 mg/lMES

    166 kg/j 900 kg/j

    55 mg/l 80 mg/lNTK27 kg/j 150 kg/j

    8 mg/l 21 mg/lPt

    4 kg/j 40 kg/j

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    4.4.La filire de traitement des eaux uses Introduction au traitement par bouesactives

    Le synoptique de la filire est prsent en annexe 4.

    4.4.1. Principe du traitement par boues activesCe processus de traitement est fond sur la consommation par une prolifration de micro-

    organismes (ou biomasse) de la pollution azote, carbone et phosphore entrant sur la station,

    alors considre comme un substrat. Pour assurer le fonctionnement dun tel traitement il

    convient alors de trouver un juste quilibre entre biomasse et substrat.

    Loxygne tant un lment essentiel la vie de la biomasse ainsi qu de nombreuses

    ractions bio et physico-chimiques, la gestion des concentrations en oxygne est un paramtre

    crucial dans le fonctionnement dune telle installation.[1] [4]

    Ce principe global de traitement peut tre schmatis, selon la reprsentation de la figure 4

    ci-aprs. [11]

    Figure 4 : Schmatisation du principe dpuration par boues actives

    Remarque : Les usages et objectifs de loxygne seront expliqus au fur et mesure de leurs

    apparitions le long de la filire de traitement des eaux qui se compose en fait de plusieurs tapes

    de traitement distinctes.

    - un prtraitement,

    - un traitement biologique proprement parl,

    - un traitement physico-chimique complmentaire et

    - la sparation des boues en excs de leau traite.

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    4.4.2. Le prtraitementLui-mme constitu de plusieurs tapes, le prtraitement a pour objectif de dbarrasser

    leffluent entrant sur la STEP des matires et particules qui risquent gner lexploitation des

    ouvrages ou endommager les quipements lectromcaniques placs en aval.

    Pour ce faire, leffluent passe en premier lieu par un dgrilleur, destin sparer les

    lments grossiers de leffluent liquide, avant darriver dans un dessableur-dgraisseur. [1] [5]

    4.4.2.1.Le dgrillage :fraction particulaire grossire

    Cette tape consiste en fait faire passer leffluent travers une grille de faon le

    dbarrasser de ces plus importants lments en suspension.

    La STEP de Trlissac est quipe dun dgrilleur automatique fin8, dont la largeur entre

    deux barreaux de la grille est de 6 mm. Les lments de diamtre suprieurs sont ensuitercuprs et compacts avant dtre vacus pour tre enfouis comme de simples ordures

    mnagres.

    En cas de dysfonctionnement un dgrilleur manuel (c'est--dire sans nettoyage automatique

    de la grille) est install en parallle et peut retenir des lments de diamtre suprieur 1 cm.

    Etant donn les dbits importants arrivant sur la STEP, le dgrillage automatique tait plus que

    ncessaire.

    4.4.2.2.Le dessablage-dgraissage : fraction particulire dcantable et fractionparticulaire hydrophobe

    Le dessablage a pour objectif de rduire le risque dabrasion des conduites et pompes de la

    STEP d au sable, il na donc pas une fonction de traitement mais de protection.

    En revanche, le dgraissage vise rduire les risques de colmatage (par solidification des

    graisses), de flottation (ex : poires de niveaux), de rduction des transferts doxygne notamment

    dans le BA (par adsorption du floc et la cration dune pellicule en surface douvrages) et le

    risque de moussage et de dveloppement de bactries filamenteuses (en constituant un substrat

    privilgi pour ces micro-organismes). En trop grandes quantits elles risquent galement

    affecter les performances de la dshydratation. [1] [6] [7] [13]

    Sur la STEP ces deux tapes sont ralises en simultan dans un mme ouvrage cylindro-

    conique de 22 m3. Le sable dcante au fond de louvrage avant dtre rcupr par une pompe

    daspiration. Une insufflation dair de dtassage permet galement dviter lensablement du

    fond de cne.

    La flottation des graisses est favorise par une turbine daration de 1,5 kW. Celles-ci sont

    alors rcupres par un raclage de surface, grce une densit des lipides infrieure 1. Selon

    les sources, seuls 20 30 % des graisses sont rellement rcupres par ce type douvrage ar.

    [1] [2]

    8 On parlera de dgrillage fin pour un espace entre les barreaux de 3 10 mm.

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    4.4.3. Le traitement biologique : le bassin daration (BA)Les effluents prtraits sont alors envoys au centre dun bassin circulaire de prs de

    3000 m3 (soit 5,8 m de hauteur deau). Ce bassin est compos de trois zones concentriques ayant

    chacune des rles trs diffrents dans le processus dpuration.

    Comme illustr en figure 5 et 6, on y trouve dans lordre :

    - la zone de contact,

    - la zone danarobie (en absence doxygne),

    - la zone daration prolonge.

    Figure 5 : Photographie du BA de la STEP Sandrine REJASSE le 06-03-09

    Figure 6 : Schmas de fonctionnement du bassin daration

    4.4.3.1.La zone de contact

    Cette premire zone centrale a pour fonction de permettre le mlange entre les eaux

    prtraites, charges en pollution traiter, avec des boues riches en population bactriennerecircules depuis un ouvrage aval du traitement (le clarificateur). Cette zone constitue donc un

    Zone de contact

    Zone danarobie

    Zone daration

    rolon e

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    lieu de rencontre entre le substrat de leffluent et la biomasse dj sur la STEP, dans le but de

    maintenir une activit biologique optimale.

    Dans cette zone de 36 m3 (2,76 m de diamtre) leffluent arrive de faon verticale

    ascendante tandis que la boue est amene en surface par une conduite de diamtre 300. Confer

    photographies en annexe 5.

    Leffluent passe alors dans la zone suivante par des fentres perces dans le bton en fond

    douvrage. On parle alors de liqueur mixte.

    4.4.3.2.La zone danarobie : prparation la sur-assimilation du phosphore

    Cette zone dpourvue doxygne libre a pour objectif de favoriser la synthse de polymres

    stocks dans les cellules partir de la pollution carbone. La consommation dnergie par les

    bactries ncessaire cette synthse (stocke sous forme de polyphosphates P-P) engendre unrelargage de phosphate dans le liquide interstitiel. [2] [11]

    NB : Ce relargage sera dautant plus grand que la part de pollution carbone assimilable

    dans leffluent entrant sera grande. La dgradation de la pollution carbone se fera

    majoritairement dans la zone suivante en prsence doxygne.

    Leffluent, aprs avoir travers cette zone de 275 m3, repart alors par la surface du cot

    oppos son arrive vers la zone suivante. (Confer schma en figure6)

    4.4.3.3.La zone daration prolonge

    Lors de larrive de la liqueur mixte dans cette dernire zone du BA, les bactries stresses

    vont alors profiter dun milieu oxygn (ou arobie) pour stocker de nouveau de lnergie sous

    forme de liaisons P-P, il y a alors sur-assimilation du P par rapport la part relargue en zone

    danarobie. Confer figure 7 ci-dessous.

    Figure 7 : Evolution du phosphore entre anarobie et arobie [11]

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    Mais cette dernire zone du bassin daration est galement soumise une variation

    temporelle de sa concentration en 02 libre et li. En effet, des phases daration sont gnres par

    le fonctionnement priodique de suppresseurs de 1700 Nm3 alimentant 3 rampes daration

    membranes fines bulles (confer figure 6).

    Lors des phases daration les bactries vont utiliser loxygne disponible sous forme libre

    dans leffluent pour dgrader la pollution carbone et lazote qui arrive sous la forme NH 4 et le

    transformer en NO3.

    Ce nest que lors des phases darrt de laration, une fois que les bactries auront

    consomm tout lO2 disponible sous forme libre, que celles-ci vont utiliser loxygne disponible

    sous forme lie dans les nitrates (NO3) pour assurer leur activit et leur respiration. Elles vont en

    fait par ce moyen dgrader lazote sous sa forme N-NO3 en N2 gazeux. Confer figure 8 ci-

    dessous.

    Figure 8 : Dgradation et assimilation de la pollution dans le BA. [11]

    A ce stade de la filire de traitement, la pollution carbone et azote a presque entirement

    t dgrade. Seule une partie de la pollution phosphore et azote (N2 gazeux) est encore

    prsente en concentration non ngligeable dans leffluent. Le reste de la pollution est en fait

    pig dans les boues bien que celles-ci soient encore mlanges leffluent trait.

    4.4.4. Le traitement physico-chimique du phosphoreLa dgradation du phosphore par voie biologique ntant pas ou pas toujours suffisante, il

    tait indispensable de disposer dun traitement complmentaire : un traitement physico-chimique

    au chlorure ferrique.

    En effet le chlorure ferrique, FeCl3, ragit avec le phosphore P selon la raction suivante :

    Il y a donc cration dun prcipit FePO4 qui pige le phosphore qui se retrouve alors dans

    les boues. Le phosphore est donc extrait de la filire de traitement avec les boues. On comprend

    HClNaClFePOPONaHFeCl 24423 +++

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    bien ainsi que ladjonction de FeCl3 conduit une augmentation de la production de boue de

    lordre de 20%. On parle ainsi de boue physico-chimique. [2] [6] [11]

    NB : Une raction parasite est toutefois prvoir dans le BA et conduit la production de

    boue supplmentaire :

    Remarque : dautres ractifs peuvent servir un traitement similaire comme les sels

    daluminium (Al2(SO4)3, polychlorures), la chaux (Ca(OH)2) et un autre sels de fer (FeClSO4)

    Sur la STEP un taux de traitement de 77 g de FeCl3/m3 deau entrante est appliqu depuis

    la mise en route en avril 2008, soit une consommation en produit commercial de 135 l/j.

    4.4.5. Le dgazageUne fois le phosphore totalement limin de leffluent (par assimilation et prcipitation), il

    ne reste donc plus qu se dbarrasser du N2 encore dissous dans la liqueur mixte.

    Pour ce faire, la liqueur mixte arrive gravitairement dans un puits, appel puits de

    dgazage, o la diffrence de niveau hydraulique de 1,4 m entre les 2 extrmits de la conduite

    de diamtre 300 cre une chute libre et donc un dgazage du N2 de la liqueur mixte.

    4.4.6. Le clarificateurLarrive de la liqueur mixte dans cet ouvrage de 20,3 m de diamtre et de 3,5 m de

    hauteur deau est centrale. La boue dcante alors au fond de louvrage o un ensemble de trois

    conduites laspire par suage. Cest alors par siphonage que cette boue est envoye dans une

    goulotte au centre de louvrage puis vers le puits de recirculation. Confer figure 9 ci-dessous.

    NB : aucune nergie nest ncessaire la mise en mouvement de la boue dans le

    clarificateur. En effet, seul le fonctionnement de la recirculation ou de la dshydratation (confer

    traitement des boues) induira une baisse de niveau dans le puits de recirculation et donc par

    consquent dans la partie centrale du clarificateur.

    Figure 9 : Schma de fonctionnement du clarificateur et de lvacuation des boues.

    + + 33 )(3 OHFeOHFe

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    On comprend bien alors le rle essentiel du dgazage si lon veut viter que ce dgazage ne

    se fasse sauvagement dans le clarificateur et risque ainsi emporter vers la surface des amas de

    boue avec le N2 gazeux.

    4.4.7. La recirculationComme prcdemment voqu, la recirculation permet de maintenir une concentration

    relativement constante dans le BA, une optimisation de lactivit de la biomasse et dviter un

    dpart de boue ainsi quun temps de sjour trop long dans le clarificateur. En effet, un sjour trop

    long de la boue dans le clarificateur risque de mener de lanarobiose (absence stricte dO2).

    Ce dbit de recirculation est dtermin en fonction de :

    - lIndice de Mohlman de la boue (ou de son indice de boue IB),

    - la concentration en matire sche (MS) dans le BA ainsi que

    - le temps de sjour de la boue dans le clarificateur et

    - le dbit traversier de la STEP (ou dbit dentre).

    Remarque : le temps de sjour de la boue dans le clarificateur et le dbit de recirculation sont

    interdpendants.

    4.4.8. Traitement des graisses : BIOLIXLa STEP dispose dun procd BIOLIX

    , c'est--dire un procd biologique dedgradation des dchets graisseux par arobie mis au point par la Compagnie Gnrale des Eaux

    et commercialis par OTV. [5]

    Sur la STEP, ce BIOLIX est caractris par un volume utile de 38 m3. Son aration est

    permise par un hydro injecteur de 5,9 kW et aucun nutriment nest apport. Seules les graisses

    rcupres par le racleur de surface du dessableur-dgraisseur lalimentent. Les boues rcupres

    en fond de BIOLIX 30 cm du fond (soit 2,70 m en dessous de la surface libre) sont envoyes

    vers le poste toutes eaux de la STEP.

    4.4.9. Traitement des boues : centrifugationOn comprend aisment que si larrive deffluent brute est constante, une vacuation

    rgulire des boues est ncessaire pour viter une accumulation de la pollution dans les

    ouvrages. Si on nvacuait pas suffisamment ces boues on risquerait en effet dassister leur

    fuite depuis la goulotte deau traite du clarificateur.

    Sur la STEP le traitement des boues est effectu en direct par extraction depuis le puits de

    recirculation des boues. Les boues sont envoyes sur une centrifugeuse dont la charge massique

    maximale admissible est de 400 kg/h pour une charge hydraulique maximale de 21 m3/h. Cette

    centrifugeuse permet alors dobtenir, avec un taux de traitement en polymre de 8 12 kg/t, desboues 20% de siccit qui sont ensuite vacues en benne pour tre rutilises en compostage.

    Le schma de fonctionnement de latelier de dshydratation est prsent en figure 10 ci-dessous.

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    Optimisation du fonctionnement dune station dpuration boues actives de 10 000 EH, Trlissac (24)

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    Figure 10 : Schma de fonctionnement du clarificateur et de lvacuation des boues.

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    PARTIE 2 : Optimisation et mise en route de lusine

    1. Objectifs du stage et mthodologie

    1.1.Les objectifs

    Lobjectif de ce stage de fin dtudes sur cette STEP tait double :

    - effectuer un diagnostic de linstallation et apporter des propositions damlioration

    de son fonctionnement,

    - crer un manuel dexploitation de linstallation dans le but de faciliter son

    exploitation et participer la formation des agents.

    Remarque : Ce guide de fonctionnement, trop volumineux pour pouvoir tre intgr cedocument, sera prsent au jury lors de la soutenance de ce travail de fin dtudes.

    1.2.Mthodologie

    Le manuel dexploitation cr correspond en fait un ensemble de protocoles et

    procdures relatifs au fonctionnement dtaill des installations du site, aux oprations de

    maintenance ainsi quaux consignes de rglages de la station proposes.

    Pour raliser ces protocoles et procdures, il a t ncessaire de :

    - consulter rgulirement la documentation constructeur des diffrents quipements,

    - effectuer lexploitation mme de la STEP, tout au long du stage, pour mieux comprendre et

    matriser son fonctionnement,

    - suivre lvolution de la rception complte de la STEP,

    - communiquer avec les agents responsables du secteur, qui taient et qui seront en charge de

    cette STEP, afin de collecter et transmettre chaque jour un maximum dinformations relatives

    au fonctionnement et dysfonctionnement de la STEP.

    Cette premire partie rdactionnelle autour de la STEP, a donn suite en fin de stage une

    formation succincte du personnel.

    Dautre part, le diagnostic de linstallation est galement le rsultat de plusieurs tapes de

    travail :

    - le redimensionnement des installations partir du CCTP de la STEP,

    - la comparaison des rsultats obtenus avec les installations en place,

    - la mise en perspective des conclusions thoriques avec les constatations effectues au cours

    de lexploitation du site.

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    Sandrine REJASSE Mmoire de TFE 2009 Partie 2 Page 30 sur 85

    Ce diagnostic a finalement permis darriver des propositions court et long terme pour

    loptimisation du fonctionnement de la STEP.

    2. Rvision du dimensionnement : analyse thorique

    Confer annexe 6 : Rvision du dimensionnement de la STEP

    2.1.Dessableur-dgraisseur

    Aprs avoir considr les vitesses de dcantation des sables et de flottation des graisses aux

    dbits moyens de temps sec, de temps de pluie et de pointe (de 200m3/h), ainsi que les temps de

    sjour de leffluent minimum ces diffrents dbits, nous estimons un volume minimal de la

    partie cylindrique de louvrage de 22 m3 avec 8.8 m de surface (confer annexe 6 A). Aprs

    consultation du CTA et du SEA9, ce volume minimum a par la suite t estim 33 m3. Par

    consquent, avec un volume de cylindre de 22 m3, il se pourrait que louvrage de dessablage-

    dgraissage soit sous dimensionn. [12], [5].

    Alors que le dbit de dimensionnement utilis par le constructeur est de 80 m3/h, et que le

    rel dbit de refoulement dune pompe du PR est de 90 m3/h, on obtient un temps de sjour d

    peine 15 min associ une vitesse de 8.5 m/h, contre une vitesse minimale de flottation des

    graisses de 10 m/h. Mais, au dbit de pointe de 200 m3/h, atteint plusieurs fois par jour en temps

    de pluie, ce temps de sjour nest plus que de 7 min et la vitesse de 18.5 m/h, contre un objectif

    de 10 min et de 15 m/h minimum. A ce dbit de pointe on risque donc ne pas russir faire

    dcanter les sables et flotter les graisses. Confer tableau 5 ci-dessous.

    Dbit

    Journalier de

    temps sec actuel :

    50 m3/h

    Refoulement dune

    pompe du PR :

    90 m3/h

    Journalier nominal

    de temps sec :

    78 m3/h

    Journalier

    nominal de

    temps de pluie:

    130 m3/h

    Pointe :

    200 m3/h

    Vitesse relle10 4.5 m/h 8.5 m/h 7 m/h 12 m/h 18.5 m/h

    Vitesse minimale

    de flottation10 m/h 15 m/h

    Temps de sjourrel

    26 min 15 min 17 min 10 min 7 min

    Temps de sjour

    minimum attendu15 min 10 min

    Tableau 5 : Diagnostic du fonctionnement du dessableur-dgraisseur

    9 Grce Emmanuel CARRIER (CTA) et Lotitia JAUJARD (SEA).

    10 La comparaison de cette vitesse de passage et de la vitesse de flottation des graisses na pas de sens si

    on ne tient pas compte de laroflot prsent dans louvrage.

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    Toutefois, en considrant les 11 m de surface de louvrage, un aroflot de 0.7 0.9 kW

    aurait t adapt (sources : SEA, [1]) pour faciliter la flottation des graisses. Or un aroflot de

    1.5 kW est en place dans louvrage ce qui semble surdimensionn.

    2.2.Traitement biologique

    2.2.1. Zone de contactPour jouer son rle de slectionneur despce (ex : Acinetobacter, Moraxella), leffluent

    doit passer un temps suffisant dans cette zone de lordre de 10 minutes minimum en pointe et de

    20 25 minutes en moyenne. [SEA] [1] [11]

    Avec un dbit de pointe de 200 m3/h en entre associ une recirculation maximale de 175

    m3/h, on estime le volume minimal de cette zone de contact une soixantaine de m3 contre

    seulement 36 m3 en ralit (confer annexe 6 B).

    Au dbit journalier moyen de temps sec actuel de 50 m3/h ( 150 % de recirculation), on

    obtient donc un temps de sjour de 17 min dans louvrage. Au dbit de pointe ce temps de sjour

    de seulement 6 minutes sera galement infrieur au temps minimum attendu de 10 min. Confer

    tableau 6.

    Dbit

    Journalier de

    temps sec actuel :

    50 m3

    /h

    Recircu. 150%

    Refoulement dune

    pompe du PR :

    90 m3/h

    Recircu. 0 ou 115

    m3/h

    Journalier nominal

    de temps sec

    78 m3/h

    Recircu. 0 ou 115

    m3/h

    Journalier nominal

    de temps de pluie

    130 m3

    /h

    Recircu. 170 m3/h

    Pointe :

    200 m3/h

    Recircu. 170

    m3/h

    Temps de sjour

    rel17 min

    24 min 10 min

    (10 min 150%)

    27 11 min

    (11 min 150%)7,2 min 6 min

    Temps de sjour

    minimum

    attendu

    20-25 min 10 min

    Tableau 6 : Diagnostic du fonctionnement de la zone de contact

    Par consquent, malgr un bon ajustement du taux de recirculation, la zone de contact

    semble trs fragile quant son rle de slectionneur de bactries. Un risque de dgradation de la

    qualit de la boue pourrait donc tre craindre, ainsi quun dveloppement des bactries

    filamenteuses.

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    2.2.2. Zone danarobieDe la mme faon, un temps de sjour de 90 120 minutes doit tre conserv dans cette

    seconde zone pour permettre un relargage suffisant de P-PO4.

    Le dbit de pointe de 370 m3/h (200 m3/h avec une recirculation maximum) nous amne

    ainsi un volume de zone danarobie entre 400 et 500 m3, contre seulement 275 m3 en ralit

    (confer annexe 6 C).

    Le temps de sjour de leffluent dans cette zone ne sera donc que de 45 minutes en pointe

    et de 85 210 minutes (en fonction de la recirculation) au dbit journalier nominal de temps sec.

    Confer tableau 7 ci-dessous.

    Dbit

    Journalier de

    temps sec actuel :50 m3/h

    Recircu. 150%

    Refoulement dune

    pompe du PR :

    90 m3/h

    Recircu. 0 ou 115

    m3/h

    Journalier nominal

    de temps sec :

    78 m3/h

    Recircu. 0 ou 115

    m3/h

    Journalier nominal

    de temps de pluie :130 m3/h

    Recircu. 170 m3/h

    Pointe :

    200 m3/h

    Recircu.

    170 m3/h

    Temps de sjour

    rel130 min

    180 80 min

    (73 min 150%)

    85 210 min

    (85 min 150%)55 min 45 min

    Temps de sjour

    mini. attendu 120 min 90 min

    Tableau 7 : Diagnostic du fonctionnement de la zone danarobie

    La capacit de cette zone, permettre la dphosphatation biologique de prs de 50% du

    phosphore total entrant, avance par le constructeur, semble donc ici devoir tre mise en doute.

    Remarque : de faibles concentrations de leffluent pourraient toutefois compenser ce sous

    dimensionnement.

    2.2.3. Zone daration : dimension et concentration selon lge de boueComme voqu en partie prcdente, la boue prsente dans cette zone constitue une

    biomasse qui va utiliser comme substrat la pollution contenue dans leffluent. Le bon

    fonctionnement de cette zone est donc dpendant de la population bactrienne de cette zone

    (quantit et qualit), du substrat (charge entrante) et de leur environnement (concentration en O2

    libre et li). Lestimation du volume de dimensionnement de cette zone passe donc notamment

    par lvaluation de la production de boue au dbit nominal.

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    2.2.3.1.Charge de travail dans louvrage

    Cette charge de travail correspond en fait la concentration en matire en suspension

    (MES) laquelle on souhaitera maintenir la zone daration. Cette concentration est significative

    de la quantit de boue, et donc de bactries, prsentes dans louvrage pour assurer le traitementde la pollution.

    Cette charge optimum de travail doit tre suffisante pour que le traitement soit possible,

    mais pas excessive. En effet, plus on aura une concentration importante dans louvrage, plus la

    quantit de boue prsente sur la STEP sera importante. On raisonnera sur ce point en terme de kg

    de matire sche ou MS. Par consquent, plus on aura une concentration importante, plus lge

    de la boue sera important et ses qualits dpuration et de dcantation risquent alors de sen

    ressentir. [2] [7] [11]

    Pour ce bassin de 2940m3 (dont 2625m3 de zone daration), le constructeur prconise de

    travailler une concentration de 4.6 g MES/l. Avec une telle concentration, la production de

    boue au dbit nominal tant estime 970 kg MS/j (confer 2.5. de cette partie), lge moyen de

    cette boue sera de 20 jours (sur la base du temps sec). Cependant, les concentrations en entre de

    STEP tant bien infrieures celles utilises pour le dimensionnement, la production de boue

    relle est moindre. Ainsi lheure actuelle, alors que le dbit de temps sec est de 1000 m3/j (soit

    54% du nominal) la production de boue nest estime qu 250 kg MS/j soit seulement 25% de la

    production utilise pour le dimensionnement.

    A lheure actuelle, si on travaillait 4.6 g/l, lge de boue serait donc de 85 jrs. Pour

    obtenir un ge de boue acceptable de 30 jours il faudrait travailler une concentration de 2 g/l.

    Par extrapolation des concentrations mesures au dbit nominal, si on travaillait 4,6 g/l,

    lge de boue serait alors de 50 jrs. Pour obtenir un ge de boue acceptable de 30 jours il faudrait

    donc travailler une concentration de 3 g/l comme rcapitul dans le tableau 8 ci-aprs.

    Paramtres11

    Selon le

    constructeur

    Dbit nominal :

    1870 m3/j [MES

    BA] = 4.6g/l

    Dbit nominal :

    1870 m3/j

    [MES BA] =

    4.6g/l

    Dbit nominal :

    1870 m3/j

    [MES BA] =

    3 g/l

    Dbit actuel :

    1000 m3/j

    [MES BA] =

    4.6 g/l

    Dbit actuel :

    1000 m3/j

    [MES BA] =

    2 g/l

    Production de

    boue (cf 2.5.)870 kg/j 360 kg/j 220 kg/j

    Age de la boue 19 jours 50 jours 30 jours 85 jours 30 jours

    Tableau 8 : Dtermination de la concentration de travail optimale

    11 Ce tableau est obtenu daprs une tude des productions de boue avec les concentrations rellement

    mesures en entre de STEP et non pas les charges thoriques.

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    Lge de boue minimum ncessaire la dnitrification tant de seulement 9 jours, on

    optera donc pour de faibles concentrations de travail dans le bassin daration, qui ne devront

    excder les 3-3.5 g/l si on veut conserver une bonne qualit de boue. Ce choix sera justifi par la

    suite.

    2.2.3.2.Besoin en oxygne et aration

    Ce besoin en oxygne correspond loxygne ncessaire pour :

    - faciliter la sur-assimilation du P par les bactries qui ont ts stresses (par privationdoxygne) dans la zone prcdente c'est--dire la zone danarobie,

    - permettre la dgradation de la pollution carbone, assimile par les bactries lors de laphase danarobie,

    - permettre la dgradation de lazote sous sa forme N-NH4. Il y a alors formation de N-NO3,

    - fournir lO2 ncessaire la respiration propre des bactries, (galement appelerespiration endogne)

    Confer annexe 7 pour le dtail du calcul du besoin en oxygne.

    Au dbit nominal, en travaillant 4.6 g/l, ce besoin en oxygne a t estim entre 13 h et

    14 h/j daration. Avec les charges rellement reues par la station ce besoin en O2 ne serait plus

    au dbit nominal que de 10 h.

    A lheure actuelle, pour une concentration de 3,5 g/l de MES dans le BA (soit un ge de

    boue de 50 jrs de temps sec), on estime ce temps 7 h/j. On souligne ici le fait que plus laconcentration dans le BA sera forte plus la dure daration journalire sera importante. En effet,

    si on travaillait 3 g/l dans le BA il suffirait de 6 h daration par jour.12

    Les valeurs explicites ci-dessus sous rcapitules dans le tableau 9.

    Tableau 9 : Dtermination du temps daration optimal

    On constate galement grce au tableau 9, que plus on travaillera une concentration

    leve dans le bassin daration plus il risque dtre difficile de parvenir raliser en totalit les

    phases de nitrification et dnitrification dans une mme journe.

    12 Remarque : ces calculs ont t mens sans la considration des nitrates qui pourraient tre prsents dans

    leffluent dentre.

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    2.2.4. Traitement physico-chimique complmentaire pour la dphosphatationCe traitement ayant pour objectif de faire prcipiter le phosphore par combinaison avec les

    atomes de fer (Fe) contenus dans le chlorure ferrique (confer partie 1 4.4.4.), la dose de

    chlorure ferrique injecter est calcule partir de la quantit de phosphore nayant pas tassimile par voie biologique.

    A partir des charges rellement mesures en entre de STEP, on obtient des rsultats trs

    variables en utilisant des mthodes diffrentes. En effet, bien que les paramtres de charge et de

    dbit soient identiques, lapplication des mthodes ENGEES [11] et GITE [2] donnent trs

    souvent des rsultats trs diffrents, comme au dbit et charge thoriques actuels (BV Trlissac +

    BV Prfecture) o lon arrive 170 g FeCl3 actif / m3 avec la mthode ENGEES et seulement

    100 g FeCl3/m3 selon le GITE. En considrant les concentrations relles, cet cart de rsultat

    diminue mais persiste. Selon les rsultats danalyses utiliss, un taux de traitement compris entre

    20 et 50 g FeCl3/m3

    semble alors indiqu. Le constructeur avanait sur ce point un taux detraitement de 50g FeCl3/m

    3 pour une dgradation du phosphore par voie biologique hauteur de

    50 % du Pt entrant. Il est bien ici dmontr que le taux de traitement en chlorure ferrique

    appliquer est inversement proportionnel la charge organique entrante (sous la forme DCO et

    DBO5).

    Les rsultats de linjection de chlorure ferrique appliquer sont prsents dans le tableau 10

    ci-dessous. Pour plus de dtails sur les mthodes de calcul utilises voir lannexe 8.

    Tableau 10 : Dtermination de la dose de FeCl3 optimale

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    2.3.Clarificateur

    Le clarificateur est dimensionn pour permettre une dcantation des boues suffisante tout

    en assurant un temps de sjour de cette boue ne dpassant pas les 2h.

    Par extrapolation des charges mesures sur la STEP au dbit traversier nominal et la

    concentration de 4.6 g MES/l dans le BA, en considrant lIm de 220 ml/g mesur sur la STEP,

    on arrive une estimation du volume du clarificateur de 1200 m3 pour un diamtre de 17 m. Or

    bien que louvrage en place soit de 1130 m3, le diamtre du clarificateur en place est de 20 m. A

    forte charge il faudrait donc faire attention la remonte ventuelle du voile de boue mais

    galement au temps de sjour de la boue dans le clarificateur.

    Le temps de sjour ou TSB, tant calcul en fonction de la charge massique de la station, il

    nest pas surprenant de constater de nouveau des temps de sjour trop levs sur la STEP.

    Le tableau 11, tabli avec un taux de recirculation de 150%, dmontre bien quavec unefaible charge entrante constate, il faudrait travailler de trs faibles concentrations dans les

    bassins ou utiliser un taux de recirculation suprieur.

    Remarque : augmenter le taux de recirculation risque conduire dautres drives. Confer

    paragraphe suivant.

    Paramtres13

    Dbit nominal :

    1870 m3/j

    [MES BA] =4.6g/l

    Dbit nominal :

    1870 m3/j

    [MES BA] =3g/l

    Dbit actuel :

    1000 m3/j

    [MES BA] =4.6 g/l

    Dbit actuel :

    1000 m3/j

    [MES BA] =3.5 g/l

    Dbit actuel :

    1000 m3/j

    [MES BA] =2 g/l

    Masse de boue

    clarificateur4100 kg 2700 kg 4300 kg 3200 kg 1700 kg

    TSB14 2 h 40 min 2 h 30 min 2 h 50 min 2 h 45 min 2 h 35 min

    Tableau 11 : Etude du temps de sjour de la boue dans le clarificateur

    2.4.Recirculation

    Le dbit de recirculation appliquer peut tre estim de faon trs rapide par la formule

    suivante :

    [ ][ ] [ ] )l/g(MS)l/g(MS

    )l/g(MST

    BAionrecirculat

    BA

    ionrecirculat =

    13 Ce tableau est obtenu daprs une tude des productions de boue avec les concentrations rellement

    mesures en entre de STEP et non pas les charges thoriques.

    14 TSB : Temps de sjour de la boue

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    O : [ ][ ]

    3

    )g/mlIm(

    V)l/g(MS

    )l/g(MS

    totalBABA

    ionrecirculat

    += et Im = Indice de Molhman

    Avec un Im mesur sur la STEP de 220 ml/g, 3 g/l dans le BA (choisi en paragraphe3.2.1.), le taux de recirculation appliquer est ainsi de 150% comme visualisable sur le tableau

    12 ci-aprs.

    [MS BA] en g/l 2 g/l 2.5 g/l 3 g/l 3.5 g/l 4 g/l 4.5 g/l

    [MS recircu] en g/l 4.7 g/l 4.9 g/l 5 g/l 5.3 g/l 5.5 g/l 5.6 g/l

    Taux de recircu. 75% 105% 150% 195% 265% 410%

    Tableau 12 : Dtermination du taux de recirculation optimal

    2.5.Filire boue

    Pour se maintenir une concentration constante dans les ouvrages, il faut absolument

    extraire chaque semaine lquivalent de la production de boue, do limportance de bien

    connatre cette production.

    La mthode de calcul de cette estimation de la production de boue est explicite en

    annexe 9. Depuis le refoulement du PR Prfecture, on estime ainsi cette production de boue

    1.5 t MS/semaine, comme reprsent sur la figure 11.

    Figure 11 : Bilan des boues sur la STEP Semaines n1 13

    Au dbit nominal, cette production serait donc de 360 kg/j par extrapolation des charges

    relles, alors que le calcul bas sur les charges thoriques annonait 870 kg/j (selon le

    constructeur). Il semblerait donc quune extraction de 2.5 t MS/semaine suffise au dbit nominal.

    Mise en route du PR Prfecture

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    3. Rsultats du fonctionnement et analyses des dysfonctionnements : analysepratique

    3.1.Prtraitement

    3.2.1. Le dgrillageBien que le dgrilleur automatique soit en fonctionnement permanent, un dpt de sable est

    rgulirement constat dans la partie manuelle de lquipement. Confer figure 12.

    Figure 12 : Photographies du dgrilleur de la STEP Juin 2009 Sandrine REJASSE

    Il apparat en ralit que lors du fonctionnement de la partie automatique, lensemble du

    systme se met lquilibre par un retour des eaux, par la conduite de sortie du dgrilleur, dans

    la partie manuelle. Les vitesses tant quasi nulles dans cette zone manuelle, le sable y dcante

    donc.

    3.2.2. Le dessablage-dgraissageLes sables :

    La quantit de sable rcupre en sortie de classificateur est extrmement faible par rapport

    la production attendue. En effet, avec une production de sable thorique de 1.8 l/EH/an, pour

    2400 EH lheure actuelle (sur la base de la DCO) on prvoit une production thorique

    denviron 12 l de sable par jour. Or le volume de sable rellement rcupr est infrieur 1 l/j.

    Diffrentes hypothses ont alors t formules concernant cette problmatique :accumulation du sable dans le dessableur malgr le dtassage rgulier, traverse du sable au

    travers de louvrage en direction du bassin daration, et/ou stockage du sable dans le rseau et

    les PR.

    La premire de ces hypothses semblait la plus plausible, mais une vidange totale de

    louvrage ralise au dbut du mois davril na pas montr la prsence de sables en fond

    douvrage.

    Le sous dimensionnement de louvrage ainsi que le surdimensionnement de la turbine de

    flottation des graisses, mis en vidence lors du diagnostic thorique, nous incite penser que lesable traverse le dessableur. De plus, larrive de leffluent dans louvrage nest pas tangentielle

    Partie automati ue Partie manuelle

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    mais radiale et directement dirige sur la turbine, ce qui risque encore daggraver les problmes

    de dcantation des sables, comme reprsent en figure 13 ci-aprs.

    Figure 13 : Photographies du dessableur de la STEP Mars 2009 Sandrine REJASSE

    Des essais darrt de la turbine ont alors t mens pour valider cette hypothse. Aprs 3

    essais darrt de fonctionnement de la turbine sur des priodes de 4 jours, il semble que lon

    rcupre plus de sable lorsque la turbine ne fonctionne pas. Cependant, la variation de lapluviomtrie au cours de ces phases de marche et darrt de la turbine pourrait elle seule

    expliquer la variation de la production de sable. De plus, ltude mene sur la production de

    sable au cours du mois davril 2009 ntait pas quantitative mais qualitative. Il sera donc

    essentiel de mener une vritable tude chiffre autour de cette hypothse avant de prendre des

    mesures correctives.

    De plus, un isolement prochain de la zone de contact du BA et un sondage du fond de

    louvrage pourraient permettre de confirmer cette thorie mais pas de linfirmer.

    Enfin, la dernire de ces hypothses, savoir laccumulation de sable dans le rseau et les

    PR ne peut pas non plus tre nglige.

    En effet, bien que les conditions minimales en terme dautocurage soient valides15, et que

    de grandes quantits de sable taient rcupres sur lancienne station dpuration, le rseau

    alimentant la STEP a t largement tendu avec la modification du PR Prfecture. De plus, on

    constate depuis fin mai, priode marque par dimportantes prcipitations une augmentation de

    15 Par la mthode des vitesses on obtient une vitesse dcoulement en pointe de temps sec de 0,75 m/s

    (avec un objectif de 0,6 m/s pour respecter lautocurage) et de 0,37 m/s au dbit moyen journalier. Audbit nocturne on obtient galement une vitesse moyenne de seulement 0.30 m/s, entre minuit et 5h, ce

    qui reste acceptable.

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    la rcupration des sables. Cette augmentation pouvant tre due au lessivage des surfaces, peut

    galement tre explique par une fin de la priode de mise en service de la conduite de

    refoulement du PR Prfecture (alimentant 70% la STEP). Il est probable quune importante

    quantit de sable se soit dpose entre les mois de mars et mai sur les 6,3 km de cette conduite

    de plus de 200 m

    3

    .

    Les graisses :

    En partie suprieure du dessableur-dgraisseur, le saut ski de rcupration des graisses de

    surface est rgulirement encombr par de la filasse. Cette filasse se retrouve alors son tour

    dans le BIOLIX o elle vient rgulirement bloquer le corps de la turbine daration place en

    fond douvrage. Si la turbine reste bloque quelques heures, on assiste alors une sparation de

    phase dans le BIOLIX, o les graisses et la filasse remontent en surface et viennent leur tour

    colmater la conduite de dpart de la boue graisseuse vers le poste toutes eaux.

    La prsence de filasse dans cet ouvrage, bien que problmatique pour son exploitation, esttout fait normale et mme bnfique au reste de la filire de traitement. En effet, elle risquerait

    de colmater des conduites de la STEP ou bien encore de gner la dcantation des boues.

    3.2.Le traitement biologique

    3.2.1. Age de boueComme il a dj t voqu prcdemment, lge de boue est un paramtre essentiel pour

    caractriser le fonctionnement dune STEP de type boue active. En effet, il doit tresuffisamment lev pour permettre le maintien des populations nitrifiantes (>9 jours) mais

    suffisamment faible pour que la qualit de la boue ne se dgrade pas (en termes de dcantation et

    de capacit puratoire). Pour agir sur cet ge de boue, il suffit de faire varier la concentration de

    la boue, notamment dans le BA. Pour ce faire, il convient alors de travailler sur lextraction des

    boues en excs.

    Pour obtenir un ge de boue de 30 jours sur la STEP, il faudrait lheure actuelle pouvoir

    rester 2 g MES/l. Au dbit nominal on pourra en revanche monter jusqu 3 g/l.

    Cependant, aprs quelques mois dexploitation nous nous sommes aperus quil estimpossible, en fonctionnement normal, de faire descendre la concentration du BA 2g/l.

    En effet, de telles concentrations dans le BA, la boue de recirculation (et donc

    dextraction) ne contiendrait pas plus de 3 g MES/l, comme visualisable sur le graphe de la

    figure 14 ci-dessous. Or, pour que la dshydratation puisse fonctionner il faut travailler une

    concentration minimale de 4.7 g MES/l (confer 3.4.).

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    Figure 14 : Evolution de la concentration de la boue dextraction en fonction de la charge du BA

    Ainsi en dshydratant 8h/j tous les jours (pour plus de 800 m3 de boue centrifuge) nous ne

    sommes pas parvenus descendre en dessous de 3 g MES/l. Pour atteindre les 2.5 g/l nous avons

    alors dcid de fonctionner en mode dgrad : par lpaississement des boues dans le

    clarificateur durant la matine et la dshydratation de ces boues paissies au cours de laprs-

    midi suivante. Nous atteignions ainsi jusqu 16 g MES/l dans la boue extraite.

    Une premire grande problmatique est donc ici souleve : pour conserver une bonne

    qualit de boue on devrait tre 2 g/l dans le BA mais les quipements en place ne nous

    permettent pas de travailler normalement moins de 3.5 g/l.

    Remarque : A cette dernire concentration lge de boue, pour la situation actuelle, tant

    dj de 55 jours et lIm mesur de 220 ml/g.

    3.2.2. Elimination du phosphoreDes mesures ponctuelles effectues, le long de la filire de traitement, sur deux journes de

    temps sec, avaient pour but de nous permettre dtudier le bon fonctionnement de la

    dphosphatation biologique. Le principe du phnomne de sur-assimilation du phosphore par les

    bactries depuis le liquide interstitiel, prcdemment abord, est illustr en figure 15.

    Figure 15 : Principe de la sur-assimilation du phosphore [11]

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    Le phosphore tant prsent sous diffrentes formes (dissoute, dans les collodes, les

    particules ou les bactries), pour tudier les concentrations en phosphore dans le liquide

    interstitiel, nous avons procd une filtration (identique celle ralise pour la mesure des

    MES). Les rsultats de ces mesures sont prsents dans le tableau 13.

    [P-PO4] (mg/l)Echantillon

    totalFiltrat

    Surnageant

    (aprs 15min)

    Eau brute 8,7 mg/l 3,4mg/l -

    Eau prtraite 4,4 mg/l 2,3 mg/l 4,1 mg/l

    Boue recircule > 25 mg/l 0,1 mg/l 0 mg/l

    Moyenne en entre de zone de

    contact1618,6 mg/l 1,0 mg/l 1,6 mg/l

    Sortie anarobie 19,7 mg/l 0,6 mg/l 0,8 mg/l

    Sortie du BA (avant dbut aration) 15,7 mg/l 0,2 mg/l 0,3 mg/l

    Sortie du BA (fin aration) 14,7 mg/l 0,3 mg/l 0,5 mg/l

    Eau traite 0,21mg/l - -

    Tableau 13 : Analyses de la concentration en phosphore le long de la filire

    Si lon sintresse aux mesures de filtrat, on constate que lon est bien en de des

    concentrations considres en figure 15. De plus, dans les filtrats, aucun relargage de phosphore

    nest prouv durant le passage de leffluent en zone danarobie. En effet, on passe dune

    concentration moyenne de 1 mg/l 0,6 mg/l. En ralit, 17%((1mg/l-0,6mg/l)/2,3mg/l) du P-PO4

    du filtrat entrant sur le traitement biologique est mme assimil dans cette zone. Cette

    assimilation se poursuit alors normalement dans la zone daration passant de 0,6 0,2-0,3 mg/l.

    Mais ces rsultats ayant t obtenus par filtration de la totalit des MES, il se peut que le

    filtre utilis soit trop fin pour permettre le passage de la totalit des lments prsents dans le

    liquide interstitiel. Cest pourquoi nous nous intresserons plutt aux mesures sur lensemble de

    lchantillon, prsentes en colonne 2 du tableau 13.

    16 Avec une recirculation 150%. Exemple : pour une eau prtraite 2,3 mg/l et une eau recircule

    0,1, la moyenne est de 1,0 (soit (1*2,3+1,5*0,1)/2,5).

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    Ainsi on observe bien un relargage de phosphore de 18,6 19,7 mg/l puis une su-

    assimilation du P en zone darobie de 3,9 mg/l (18,6-14,7mg/l) soit 21% de la pollution de tte

    de BA (eau prtraite + recirculation) ou 87% de leau pr-traite.

    Mais encore une fois, le protocole de mesure utilis pour ces analyses ne garantit pas la

    qualit des mesures par spectrophotomtrie, car les chantillons analyss taient dj chargs en

    matires.

    Enfin, les derniers chiffres annoncs ne tiennent pas compte de la dphosphatation

    physico-chimique complmentaire qui na pu tre arrte pour ces essais. Cest donc bien moins

    de 3,9 mg/l de P-PO4 qui est dgrad par voie biologique dans la totalit du bassin daration. Il

    sera donc indispensable de couper linjection de FeCl3 pour tudier la sur-assimilation

    biologique du P.

    3.2.3. Elimination de lazote : aration3.2.3.1.Le mode de fonctionnement.

    Bien que la STEP dispose dun mode de pilotage de laration par la mesure du potentiel

    redox ou par la mesure de la concentration en O2 dans le BA en continu, lexploitant souhaite

    travailler sur un mode cadence-dure et ne se servir des mesures de potentiel redox et dO2

    qu titre de suivi. Ce mode cadence-dure correspond en fait la simple dfinition dun

    temps de marche et darrt des surpresseurs.

    3.2.3.2.Les rsultats de lasservissement au potentiel doxydorduction

    Pour mieux analyser la ractivit de la boue avec leffluent, nous avons fait le choix de

    piloter laration de la station sur la mesure du redox durant les mois de fvrier avril 2009.

    Rappel : le PR Prfecture ne fonctionne que depuis le 5 Mars 2009.

    En utilisant des consignes de seuils haut e