Transcript La recirculation de boue

Les Boues Activées
Jean Pierre CANLER
Groupement de Lyon
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Les procédés à boues activées.
1 – Introduction
2 - Rappels et application des enseignements du principe du
traitement biologique
3 - Système intensif : la boue activée
3.1 : le bassin d’aération
* volume de l’ouvrage
* capacités d’aération
3.2 : le processus de floculation
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3.3 : Le clarificateur
* dimensionnement de l’ouvrage
* la recirculation des boues
3.4 : la production de boue
3.5 : les autres ouvrages ou équipements :
- prétraitements
- décantation primaire
- zone de contact
- zone d’anoxie
- ouvrage de dégazage
3.6 : la filière boue
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1 - Introduction :
A partir du principe de traitement biologique, sa mise en application est
ancienne :les procédés boues activées datent de 1914 en Grande Bretagne.
Schéma général du procédé de traitement des eaux usées par
boues activées
clarificateur ou décanteur
secondaire
eau épurée
bassin d’aération
boue en excès
Depuis de nombreuses évolutions et configuration
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2 - Rappels et application des enseignements du principe du
traitement biologique
La mise en œuvre du réacteur biologique (ou bassin d’aération) :
C’est un bassin composé de bactéries et est alimenté avec des eaux résiduaires le
plus souvent pré-traitées et aérée de façon artificielle. En sortie de cet ouvrage, les
eaux sont composées d’une grande quantité de matière organique bactérienne.
Les principales bases de dimensionnement de cet ouvrage :
1. le temps de séjour hydraulique =
volume de l' ouvrage
volume entrant (jour et heure)
2. la concentration en bactéries ou en matières en suspension (Cm)
3. la source d’oxygène : indispensable à l’activité bactérienne (bactéries
aérobies)
4. la qualité de l’eau recherchée (plus particulièrement l’eau interstitielle). Dans
tous les cas, le réacteur biologique sera suivi d’un bassin de sédimentation.
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1.Temps de séjour hydraulique (équivalent à l’âge de la boue) :
A l’équilibre hydraulique (Volume entrant = Volume sortant)
Ts hydraulique = Volume du bassin / Volume entrant
Age de la boue 
Quantité de biomasse
Vol. réacteur x [MVS]

 Ts
Quantité de biomasse sortant Vol. ent. ou sort. x [MVS]
L’élimination de la matière organique s’effectue en trois étapes :
- l’absorption des matières organiques en solution et facilement
biodégradables (DCO sol)
- la capture et l’adsorption des matières organiques particulaires et colloïdales
(70% de la DCO)
Suivi de l’hydrolyse puis l’absorption.
Le temps de séjour nécessaire à une bonne épuration est déterminé
par l’étape la plus lente.
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Un âge de boue de l’ordre de 1,5 jours suffit pour éliminer les matières
organiques dissoutes.Un âge de boue de l’ordre de 2,5 à 3 jours suffit pour
éliminer les matières organiques colloïdales et particulaires en raison de la
phase d’hydrolyse préalable.
DBO5 (mg/l)
400
300
Après 3 jours:
DBO5 - entrée
DBO5 sortie totale
200
DBO5 particulaire adsorbé
100
DBO5 dissoute
Âge de boues (jr)
- les stocks extra-cellulaires
ainsi formés sont dégradés
et laissent ainsi les boues
en bonne condition pour
l’adsorption
d’autres
matières organiques.
- Comme l’Age de la boue =
Ts hydraulique et qu’il doit
être d’au moins 3 à 4 jours,
le volume du réacteur sera
égal à 3 à 4 fois le volume
collecté journalièrement .
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Exemple :
Calculez le volume d’un bassin d’aération pour une ville de 12 000 habitants.
Supposez :
- rejet par habitant :
0,060 kg DBO5/jr
0,150 m3/jr
- temps de séjour hydraulique : 4 jours
On trouve :
- flux hydraulique journalier :
12000 x 0,15 = 1800 m3/jr
- volume du bassin :
1800 x 4 = 7200 m3
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2 - La concentration en matières en suspension :
Quantité de biomasse produite journalièrement = Quantité de biomasse
évacuées journalièrement
A l’équilibre hydraulique :
Qe x [DBO5] x PSB
Biomasse formée
=
Qs x [Mes]
biomasse évacuée
Qe = Qs
Donc
[ DBO5 ] x PSB = [ MES ]
Pour un effluent classique : [ DBO5 ] = 300 mg/l ,
la concentration en MES sera de 0,256 g/l
(PSB =0.9 kg de MES / kg de DBO5 éliminée – rendement 95 %)
D’où une très faible concentration de biomasse.
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3 - La quantité d’oxygène : abordée plus loin.
4 - La qualité de l’eau traitée :
En sortie du réacteur biologique, l’effluent contient encore de la matière
organique dite :
- dissoute : valeur faible, résiduel < à 10 mg/l de DBO5 (soit une
DCO < à 25 mg/l ),
- particulaire : composée de biomasse et de matières solides
apportées par les eaux usées et non dégradées.
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Exemple :
Calculez la concentration en DBO5 totale de l’effluent de sortie du réacteur
biologique et en sortie du clarificateur
Avec une concentration en DBO5 de l’effluent à traiter = 300 mg/l
Un Ts hydraulique = âge de boue
= 4 jours d’où un rendement de 95 % sur la DBO5 Totale
Une PSB = 0,9 kg de MS / kg de DBO5 éliminée
On sait qu’un kg de MES (biomasse)= 1,2 kg de DCO = 0,5 kg de DBO5
Résultat
DBO5 non traitée (sortie réacteur biologique et sortie clarificateur)
300 mg/l x 95 % = 285 mg/l soit 15 mg/l de DBO5 non dégradée
DBO5 liée à la biomasse formée (sortie réacteur biologique)
285 mg/l x 0,9 x 0,5 = 128 mg/l de DBO5 particulaire (biomasse)
Soit un effluent de sortie réacteur bio. = 143 mg/l (15 + 128 mg/l)
D’où un rendement du réacteur biologique de 52,3 % (300-143/300 )
Et un rendement de 95 % en sortie clarificateur (300-15/300)
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En conclusion,
La mise en œuvre d’un réacteur biologique est relativement simple et le
procédé est très fiable. Les contraintes d’exploitation sont limitées.
Malgré les avantages,on note les inconvénients suivants :
- volume d’ouvrage important (ts de 4 jours) qui entraîne des
puissances de brassage élevées.
- absence de possibilité de traiter l’azote(en dehors de l’assimilation) :
âge de boue trop court.
- absence de stabilisation de boues.
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Charge volumique = Cv = Kg de DBO5/
j et par m3 de réacteur.
Notion de temps de séjour
Si un échantillon proportionnel aux débits à une DBO5 = 300 mg/l
Avec une Cv = 0,3 kg de DBO5/m3 de réacteur et par jour
jour
[DBO5]
mg de DBO5/l
Cv
Kg de DBO5/m3.J
300
600
150
Ts = 1
Temps séjour
En jours
1
0,3
2
0,5
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Ces inconvénients peuvent être supprimés,
- séparer la notion de temps de séjour hydraulique et âge de boue :
 Captage des particules et adsorption : 70 % de la DBO5 en 15 mn
DBO5 soluble 1 à 1,5 jours
* le temps de séjour diminué (d’où une réduction du volume des ouvrages)
•l’augmentation de l’âge de la boue par l’augmentation de la quantité de
biomasse donc de sa concentration. Cette concentration pourra être accrue
par la recirculation des boues issues de l’ouvrage de sédimentation
(= clarificateur).
Un tel procédé avec un âge de boue de 20 jours, un temps de séjour
hydraulique de 1 jour, une concentration en MES dans le réacteur de 4 g/l est
appelé l’aération prolongée.
Cm = 0,1
Cv = 0,3 ([DBO5] = 300 mg/l)
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Autres relations
 Cv notion de temps de séjour
[DBO 5 ] (kg / m3 )
Ts ( j) =
Cv (kg DBO 5 / m3 .j)

Cv
 [MVS]
Cm

1
Age de boue 
Cm X PSB
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Dimensionnement :
Filière eau
1 - les prétraitements :
Dégrilleur – Dessableur – Déshuileur
2 - le réacteur biologique
* le volume du réacteur biologique
* les capacités d’aération
3 - le clarificateur
* dimensionnement du clarificateur
* recirculation des boues
4 – la production de boues
5 – les ouvrages annexes:
Filière boue
• prétraitements compacts
• décantation primaire
• zone de contact
• zone d’anaérobie
• zone d’anoxie
• ouvrage de dégazage
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Le réacteur biologique :
 le volume dépend :
- de la quantité de boues nécessaire pour traiter la pollution donc de
la Cm (donc de l’âge de la culture), et
- de la concentration des boues du réacteur (limite hydraulique du
clarificateur).
Meilleur compromis 4 g/l + 0,5 (Cm = 0,1 et Ts = 1 j )
 Quantité de boues : deux approches
- méthode des charges massiques
- méthode des âges de boues
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Méthodes des charges massiques
* on retient une charge massique (AP car PSB faible,
stabilisation des boues, traitement de l’azote, qualité de l’eau
élevée)
= 0,1 kg de DBO5 /kg de MVS.jour
* une charge de référence de X kg de DBO5 à traiter
* d’où charge réf / Cm donne kg de boues
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Méthode des charges massiques
Exemple :
Calculez la quantité de boue puis le volume du bassin du bassin
d’aération d’une station d’épuration type « aération prolongée » pour
une ville de 12000 hab.
On suppose :
On trouve :
- rejet par habitant
0.060 kg DBO5/jour
- charge massique
0.1 kg DBO5/kg MVS.j
- concentration des boues activées 4 kg MES/m3
et
2.8 kg MVS/m3 (70% car A.P.)
- flux massique journalier
12 000 x 0.060 = 720 kg de DBO5/jour
- quantité de boues dans le bassin
720 / 0.1 = 7.200 kg MVS ou 10285 kg MES (720 / 0.07)
- volume du bassin
7.200 / 2.8 = 2571 m3 (ou 10285/4)
100
Méthode de l’âge de boue
- fonction des objectifs recherchés : stabilisation,nitrification,…
La stabilisation est fonction de la température : + rapide en pays
chaud d’où un âge de boue plus court (idem pour le taux de
croissance de la biomasse autotrophe )
On peut approcher l’effet de la température sur l’âge de boue à
partir de la formule suivante :
âge de boue (jours) x température (°C) = 250.
A partir de l’âge de boue et de la production journalière (quantité
de pollution et Ps de boue), on obtient la quantité de boue.
101
Méthode des âges de boue
Exemple :
Calculez la quantité de boues dans le bassin d’aération d’une station
d’aération prolongée pour une ville de 12000 hab. sous deux climats
différents (15°C et 25°C). Puis calculez la charge massique et le volume du
réacteur avec :
- flux massique à traiter : 720 kg DBO5/jr
- PSB = 0,65 kg de MES/ kg de DBO5 appliquée
- MES dans le réacteur biologique = 4 g/l
- Taux de MVS des boues = 70 %
102
On trouve :
Température
Age de boue
Flux massique
Production de boue
Quantité de boue
15°C
25°C
16,6 jours (250/15)
10 jours (250/25)
720 kg de DBO5/jour
(12000 X 0,06)
720 X 0,65 = 468 kg de MES/jour
468 X 16,6 = 7769 kg
MES
468 X 10 = 4680 kg
MES
720/7769 = 0,09
720/4680 = 0,15
0,13
0,21
1942 m3
1170 m3
Charge massique
Kg de DBO5/kg MES.jr
Kg MVS (70 %)
Volume
103
Calcul des besoins en O2
Calculer la demande journalière en oxygène en boue
Kg D’O2/j = DOMat Org + DOendogène + DOnitrif - AOapport dénitrif
*
DOMat Org = a’Le = oxydation de la matière organique
Masse de DBO5 éliminée d’où flux de DBO5 apporté x rendement 95 % (AP-fC)
a’ fonction du domaine de charge :
AP-fC = 0.65 kg d’O2 / kg de DBO5 éliminé
*
DOendogène = b’Sv = Auto-oxydation de la boue
Quantité de biomasse dans le système ( pas de boue dans le décanteur)
b’ respiration endogène 0.07
Quantité d’oxygène nécessaire au métabolisme endogène de 1 kg de biomasse :
AP-fC = 0.07 kg d’O2 / kg de MVS
(on a 0,7 kg d’O2 /kg de DBO5 éliminée)
104
Calcul des besoins en O2
*
DOnitrif = Oxydation de l’azote nitrifiable
Il faut 4.2 kg d’O2 pour oxyder 1 kg d’azote ammoniacal = 4.2 x N nitrifiable
Azote ammoniacal disponible à la nitrification =
NK entrée
- N organique particulaire réfractaire (Nopr) piégé
dans les boues
- N organique soluble réfractaire (Nosr) rejetée
- N assimilé
- N rejeté avec l’eau épuré (N-NH4+ rejeté)
*
AODénitrif = Apport d’ O2 lié à la dénitrification (rétrocession).
De l’ordre de 2,85 g d’O2 par g d’azote dénitrifié = 2,85 * NDN
D’où une DJO (demande journalière en Oxygène) =
DJO = DOmo + DOendog + DOnit – AO dénit
105
Exemple :
Calculez les besoins en oxygène journaliers de la station d’épuration
(Aération prolongée Traitement du carbone) (température = 15 °C)
Donnée :
Volume de réacteur = 1942 m3
[MES] = 4 g/l (taux de MVS = 70 %)
Flux massique = 720 kg de DBO5/jour
Rendement en DBO5 = 95 %
Réponse :
DO mat.org. = 720 x 0,65 x 95 % = 445 kg d’O2/jour
DO resp/endogène = 1942 x 4 x 0,70 x 0,07 = 380 kg d’O2/jour
DJO = 825 kg d’O2/j avec
46 % respiration endogène
Et
54 % oxydation directe
DHO moyenne =
825
= 34 kg d' O2 / heure
24
106
Calcul des besoins en O2
Configuration
Durée d’aération
DHO
(demande horaire en
oxygène)
Bassin
unique
Bassin avec zone
d’anoxie
14 h
16 à 18 h
DJO/14
DJO/16 ou 18
AH’ en boue > DHO
107
Calcul des besoins en O2
Les performances d’aération des aérateurs sont exprimées dans
les conditions standard :
eau claire, température 20°C, pression normale, ….
AH’ (en boues) représente un pourcentage de l’AH eau claire
dépendant du type d’aérateurs.
Avec
Coefficient correcteur global
Aérateur de surface ou
insufflation moyennes bulles
70 %
AH
AH’/0,7
Insufflation fines bulles
50 %
AH’/0,5
108
Calcul des besoins en O2
ΑΗ eau claire
Puissance à installer =
= (pour les aérateurs de surface )
ΑSΒ
A.S.B. Moyen
Aérateurs de surface
Insufflation d’air
Systèmes
déprimogènes
Turbines lentes
1.5
Turbine rapides
1.05
Brosse
1.55
Moyenne bulles
1.0
Fines bulles
2.5
Fines bulles en chenal avec
agitation
2.8
Pompe + prise d’air
0.6
109
Calcul des besoins en O2
AH eau claire
Q débit d' air à insuffluer =
0,21 x 1,425 x ROm x h
(Insufflation)
Avec
0.21 : Pourcentage d’oxygène dans l’air
1.425 : masse volumique de l’oxygène (1.42 g d’O2/ l à 273 °K)
ROm : efficacité des diffuseurs par mètre d’immersion en %
On retiendra
Rom = 4 % sans agitation.
Rom = 6 % avec agitation.
Puissance à installer : courbe donnée par les fournisseurs.
110
Deux objectifs : - O2 nécessaires aux microorganismes
- Puissance a mettre en œuvre pour éviter le dépôt
Aération
Type
Puissance
spécifique
minimale
Turbines
30 W /m3
Brosses
25 W /m3
H = 2,2 m
Insufflation
(fines bulles)
12 à 15 W /m3
< 3,5 m
Profondeur
maximale
Petites (4 kW)
- H = 2,3 m
Grosses (25 kW)
- H = 3,3 m
Observations
Dispositif anti-giratoire en
bassin circulaire peu profond
- déflecteur à l’aval immédiat de
la brosse
- déflecteur en périphérie pour
optimiser la vitesse du courant
Recommandée en régions
froides
111
Temps de fonctionnement des aérateurs selon le niveau
de traitement recherché
• Élimination du carbone :
Temps de fonctionnement optimal 16 à 18 h/j à la charge nominale.
80 % de la charge arrive en 14 h
• Élimination des composés azotés :
Le temps de fonctionnement ne doit pas dépasser 14 h /j , et des
périodes d’arrêt maxi de 2 heures sont nécessaires .
• Tendance actuelle séparation aération / brassage (agitateur grande
pales) puissance variable selon la géométrie des bassins :
- 3 W /m3 minimum pour une forme annulaire
- 12 à 15 W /m3 pour une forme rectangulaire et de grande longueur
112
Autres recommandations :
• Favoriser le mélange effluent / boue :cloison siphoïde à l’entrée du
bassin ( on limite le risque de court-circuit hydraulique )
• Évacuer la liqueur aérée aussi éloigné de l’entrée des eaux à traiter et
des retours de boues.
Il est recommandé de placer une cloison siphoïde à l’amont de la lame
déversante et de minimiser la chute d’eau (air)
La conduite de liaison :
- > à 150 mm de diamètre
- Vitesse 1 m/s
113
Recommandation des aérateurs :
Turbine :
- Turbine ouverte préférable aux fermées (risque de colmatage)
- Hauteur de revanche de 50 cm, mur extérieur muni d’un acrotère : retour
incliné ou horizontal
- Démarrage à variation de fréquence.
- Poteau de soutien des passerelles éloignés de l’aérateur pour éviter de
briser la gerbe.
- Présence d’une jupe : facteur favorable aux mousses.
Turbine – Brosse : réglage par horloge,plots de 10 minutes.
Insufflation :
- Surpresseur à double vitesse
- Isolation phonique et ventilation du local surpresseur
- Possibilité de contrôle du débit d’air :colmatage des rampes
- mesures de pression
- mesures de débit d’air.
114
3.2 : Le processus de floculation
115
Biologie des boues
Substrat
Protozoaires
=
Matière
organique
Bactéries
Transforment la pollution
PRODUCTEUR PRIMAIRE
Métazoaires
Clarification de l’eau
Interstitielle
116
Dynamique des populations bactériennes
dans les boues activées
BOUE
> 97 % d’eau
Forme dispersée
Forme agglomérée
- faible décantation
- épuration limitée
- cas normal
Forme filamenteuse
- foisonnement
ou mousses stables
- faible décantation
ORIGINE
Forte pression sélective
(substrat. O2)
117
Mucilage
Membrane bactérienne
Eau
résiduaire :
substrat + O2
nourricier
(C,N,P…)
ABSORPTION
CATABOLISME + ANABOLISME
 20 %
énergie
 30 %
• protoplasme
• reproduction
33 %
66 %
Réserves
sucres
complexes
METABOLISME
Membrane bactérienne
118
Domaine des boues activées
lo’
FC – MC – fC – AP
S
M.V.S.
l
A ds
= K 1S
dt
C
B ds
3
= KSl - bs
dt
Croissance exponentielle
Croissance ralentie
ds
= - bs
dt
DBO5
Temps
Phase endogène
119
Schéma simplifié de la réduction de la pollution par les bactéries en fonction du temps
Edifice biologique
META
102 à 5.102 /ml
PROTO
104 /ml
BACTERIES
109 /ml
• Bactéries :
• Protozoaires :
- croissance floculée
- croissance dispersée
- croissance filamenteuse
- flagellés
- ciliés (70 % des proto)
- actinopodes (amibes)
• Métazoaires :
- rotifères
- nématodes
120
Flocs et niches écologiques
121
Flocs et niches écologiques
A – liquide interstitiel
B – surface de floc
C – débris organiques, intérieur du floc
1)Croissance bactérienne et zooflagellée proportionnelle à la pollution
2)Croissance bactérienne de surface des flocs (flore bactérienne floculée)
3)Faune typique des boues activées répartie en :
- vorticelle exploitant les bactéries libres, mais ancrée dans la masse du floc,
- hypotriche exploitant la surface du floc,
- holotriche exploitant la surface du floc.
4)Faune dont la niche écologique est le liquide interfloc, tous les représentants
sont bons nageurs. On distingue :
- les bactériophages (indice de pollution),
- les prédateurs de protozoaires (plutôt indice de faible pollution).
5)Faune détritivore = saprophage. Dévore une partie de la matière organique
inerte, cadavres de protozoaires etc…
Elle restitue une masse remaniée chimiquement au cours du transit intestinal.
122
Vieillissement relatif des habitants d’une
boue activée
 bactéries
 zooflagellés
 ciliés libres
 ciliés fixés
 rotifères
Ce schéma fait apparaître clairement que les caractéristiques faunistiques
d’une boue activée à un moment précis de son évolution sont :
- l’espèce majoritaire de la biocénose
- la diversité des espèces,présentes et leur fréquence relative
123
3.3 : Le clarificateur
124
Le dimensionnement de cet ouvrage dépend surtout de trois
facteurs :
- le débit ( le débit maximum horaire )
- la concentration de boue dans le bassin d’aération
- et l’aptitude de la boue à décanter
Remarque : Les boues activées sont plus légères et plus volumineuse
que les matières en suspensions dans les eaux brutes,et de ce fait,elles
sédimentent plus lentement.
125
Principe de la décantation
Boue composée de débris minéraux et végétaux,de
colloïdes,d’éléments en suspension et en solution,et de micro
organismes assurant l’épuration biologique.
La décantation correspond à la séparation des deux phases eauboue en deux temps:
Floculation  sédimentation  création d’une interface de
boue appelée «voile de boue»
126
Temps
Courbe de décantation
Figure 1 :
Tronçon A – B = phase de coalescence (floculation des particules)
Tronçon B – C = sédimentation proprement dite : la vitesse de chute des
particules est constante
Tronçon C – D = phase dite « de compression »
127
Principaux facteurs influençant la décantation
 la nature de la boue ( IB )
 concentration de la boue
 protocole retenu : taille de l’éprouvette
T°C ( viscosité,…)
pH…
Mesure de l’aptitude de la boue à la décantation: l’indice de boue.
Définition : c’est le volume qu’occupe 1 gr de boue après 30 minutes
de décantation statique.
volume décanté
IB =
Quantité de MES dans l' éprouvette
ml / g
128
On note une relation linéaire avec un VD30 < à 300 ml d’où pour des
boues concentrées = dilution
129
Résultats
Ib < 100 ml/g : les boues sédimentent facilement et sont bien
minéralisées (MVS < 60 %)
Ib ~ 100-150 ml/g : conditions normales de fonctionnement
Ib > 200 ml/g : problèmes de mauvaise décantabilité.
Ces valeurs sont liées :
- soit à une prolifération de bactéries filamenteuse (eau surnageante
limpide)  fréquentes pertes de boues, accidentelles ou chroniques
- soit à des phénomènes de défloculation (eau surnageante trouble)
dus à des variations physico-chimiques de la boue.
130
Utilisation de l’IB :
Pour l’évaluation et le dimensionnement des performances des décanteurs
secondaires.
Pour la gestion des boues si l’Ib est stable.
Si l’indice est stable :
- élaboration d’une courbe d’étalonnage :
- tests de décantation en éprouvette à différentes concentrations
(100 < VD 30’<250 ml)
- traçage de la courbe d’étalonnage de la boue (calcul de l’Ib).
- vérification de la stabilité de l’Ib
- détermination de l’intervalle de concentration correspondant à un
fonctionnement correcte de l’installation .
La courbe permet de calculer immédiatement la concentration en boue à partir du
VD30’ obtenu (en tenant compte du facteur de dilution retenu pour ce test).
VD30 '
IB =
[MES]
131
Exemple :
Ib = 150 ml/g (valeur stable)
VD30’ = 220 ml après dilution au 5ème
C = 5 x (220/150) =7,3 g/l
Possibilité de déterminer facilement l’extraction de boue et de contrôler
si la masse extraite a été correcte.
132
L’observation microscopique
- permet d’apprécier la structure particulaire du floc (forme,
grosseur, distribution)
- permet de rechercher les protozoaires, métazoaires =
prédateurs des bactéries
- observations des filaments
- les associations entre les différentes espèces d’une boue
révèlent le fonctionnement du traitement biologique
133
Les décanteurs secondaires
Rôle
- Séparer le floc formé dans le bassin d’aération de l’eau traitée
- [MES] à l’entrée du décanteur = plusieurs g/l 
Rendement de l’ordre de 99 %
- [MES] à la sortie = quelques dizaines de mg /l 
3 fonctions
- retenir le maximum de particules en suspension
- concentrer les boues avant leur réintroduction dans le bassin d’aération [MES]
- stocker la boue provisoirement lors d’une surcharge hydraulique temporaire et
prévisible
134
Conditions d’un bon fonctionnement:
- respect des règles de conception
- gestion rationnelle de la production de boue (donc de la
concentration)
- maîtrise de la décantation des boues
Définition de la vitesse ascensionnelle
Appelée également vitesse de hazen ou charge hydraulique superficielle
débit de pointe à traiter (m3/h)
=
surface du décanteur (m2).
Elle s’exprime en m3/m2.h
Indépendante de la hauteur de l’ouvrage
135
136
t1 < t2
H
t1 =
vs
L
t2 =
vL
vs = vitesse de chute d’une particule
vL = vitesse horizontale du liquide
Q
vL =
Hxl
t1 < t2
H
L
<
v s vL
Q Q
H L.H.l
>
H Q < v s L.H.l v s >
<
L.l S
vs
Q
Q
Vs >
appelé charge hydraulique superficielle
S
m3/m2.h
ou vitesse ascensionnelle
137
Surface à prendre en compte :
• Décanteurs à flux vertical et horizontal:surface au miroir =
section du plan d’eau superficielle du clarificateur (déduction
faite du clifford pour le décanteur à flux vertical)
• Décanteurs lamellaires : surface au miroir ou surface totale
projetée
(STP = [ n-1 ] S cosθ)
138
Présentation des différents types de décanteurs
1)
Ouvrages à flux vertical et à flux horizontal
Comportement de la boue activée
Décanteur secondaire
Cas d’un décanteur à flux horizontal
Cas d’un décanteur à flux vertical
139
140
Description
- Le bassin
Volume temps de rétention de l’eau en clarification
Partie supérieure de l’ouvrage équipé d’une lame
déversante et d’une cloison siphoïde = collecte des eaux
clarifiées
- Cheminée d’alimentation ou « clifford »
Dissipation de l’énergie hydraulique
Répartition régulière et homogène de la boue
- Équipement de reprise des boues
Renvoi des boues épaissies dans le bassin d’aération
141
- Mécanisme de raclage
Pas toujours présent
Fixé à un pont mobil
Racleur : ramène les boues vers le puit de recirculation
* Caractéristiques du décanteur à flux vertical
Ouvrages cylindriques, cylindro-coniques ou tronconiques à
alimentation centrale (= clifford)
Prescription pour les boues activées : ouvrages cylindrique munis de
racleur de fond
Petits diamètres : 20 à 25 m, rapport rayon / profondeur < 5
Extrémité libre du clifford située entre la moitié et le tiers inférieur de
la profondeur  rôle filtrant du «lit de boue»
142
- décanteur cylindro-conique
Pour les installations < 2000 éq.hab
Absence d’appareillages mécaniques (fond conique – pente de radier
importante)
Recirculation : pompage en fond – pompe adjacente
Avantage : grand développement du déversoir de reprise de l’eau
décantée (faible risque d’entraînement des boues)
Inconvénients :
- exige une grande profondeur (pente importante)
- réservé aux petites collectivités ( terrassement)
- décanteur conique
Mêmes remarques que précédemment
Volume et profondeur inférieurs au cylindro-conique à surface égale
143
- décanteur cylindrique
Implanté pour les surfaces importantes
Décanteur raclé à fond plat (raclage par commande centrale ou
périphérique)
Avantages:
Très bon développement de la lame déversante
Boues bien épaissies
Dispositif d’écumage facile à installer
Inconvénients :
Long séjour des boues sur le radier  risques de dénitrification et de
fermentation des boues très organiques (fortes charges). Ces
phénomènes sont évités par la mise en place d’un bras racleur
succeur.
144
* Caractéristiques du décanteur à flux horizontal
Introduction de la boue à l’une des extrémités  favorise la composante
horizontale du flux à l’entrée du décanteur : temps T1 (atteinte du fond ) <
T2 ( temps de parcours entrée – sortie )
Ouvrages
parallélépipédiques
Ouvrages circulaires
à fort diamètre
(25 à 30 m)
Rapport longueur / profondeur <10/1
Rapport r / h > 5
Optimum : longueur de 30 à 40 m
profondeur > 3,50 m
145
Décanteur longitudinal
Utilisés pour les grosses collectivités
Raclage :
- système de va et vient
- système de chaîne sans fin
Inconvénients:forte hauteur de la lame déversante
(vitesse élevée = entraînement des particules)
146
Décanteur lamellaire
147
2) Décanteur lamellaires
* Principales parties de l’ouvrage
- zone d’admission de la liqueur aérée dans l’ouvrage
- zone d’introduction dans la trémie
- fosse à boue
- bloc lamellaire (nature du matériau, angle d’inclinaison et
écartement des plaques)
- dispositif de collecte des eaux clarifiées
148
* Avantages
Modules lamellaires inclinés  augmentation de la surface de
décantation (STP) pour une plus faible emprise au sol.
Permet de traiter des débits plus importants pour une même
emprise au sol.
Ouvrages plus compact pour un même débit à traiter –Gain de
place variable selon la capacité de l’installation (surface de
la Zone d’introduction très pénalisante pour les petits
ouvrages)
 Gain moyen maxi = 4,8 pour 50000 eq.hab et un Vc
de 200 ml/l (1,8 pour 1000 eq.hab)
149
Définition de la vitesse ascensionnelle limite
des ouvrages
Elle dépend de la qualité de la boue (IB) et de sa
concentration
On parlera de volume corrigé = IB x [MES]
Avec la relation suivante :
150
Charge hydraulique superficielle limite admissible
dans un décanteur secondaire
151
- Cas des décanteurs à flux vertical et à flux
horizontal
décanteurs à flux vertical : gain de 30% sur la vitesse limite par
rapport aux décanteurs à flux horizontal
Va limite = Q pointe / surface au miroir
- Cas des décanteurs lamellaires
Va limite = Q pointe / Surface au miroir ou STP
152
* Si pertes de boue observées lorsque le point (Vc, Va) se trouve dans la
zone inférieur de la courbe :
- problèmes d’efficacité de la recirculation (débit insuffisant)
- problèmes de conception (immersion trop importante du clifford…)
- problèmes de foisonnement
-concentration en MES dans le bassin d’aération trop forte
* Si pertes de boue observées lorsque le point (Vc, Va) se trouve dans la
zone supérieure de la courbe
- Problème de surcharge hydraulique dû à :
- un débit moyen de relevage trop important,
- un mauvais calage des poires de contact
- une diminution de la hauteur de relèvement
- un dysfonctionnement du déversoir d’orage sur réseau unitaire
153
Dimensionnement
La surface du décanteur est calculée à partir de la charge hydraulique
superficielle limite en tenant compte de la profondeur nécessaire de
l’ouvrage.
La profondeur intervient uniquement sur l’épaississement et le stockage
des boues.
154
Démarche
- Données de base :
 [MES] maximale de boues activées
 Indice de boue
 Débit de pointe
155
Détermination de la surface du clarificateur
• Calcul du volume corrigé
• Détermination de la vitesse ascensionnelle
limite à partir de la courbe
• Calcul de la surface du décanteur
Qp
S=
Vasc lim ite
156
Station = 1000 éq.hab.
Q pointe = Q pompe relèvement = 20 m3/h
20
S décanteur =
= 33 m2 (1 = 6,5 m)
0,6
Situation 1
Situation 2
Situation 3
CB
(g/l)
IB
(ml/g)
Va
(m3.m2.h)
Débit admissible
en entrée station
5
8
5
150
150
200
0,6
0,3
0,4
20 m3/h
10 m3/h
13 m3/h
157
Remarque
• Augmentation de la concentration dans le bassin
d’aération
de 3 g/l  diminution du débit admissible de 50 %
• Augmentation de 30 % de l’Indice de boue  diminution
du débit admissible de 50 %
158
Choix de la vitesse ascensionnelle limite
• Cas des décanteurs à flux vertical : vitesse limite = 2.56 e-1,93.10 –3.Vc
Vol.
corrigé
Ib de réf.
(ml/g)
[MES]
Bassin
aération
(g/l)
Domestique /
AP
700
200
4.5 / 3.5
Très fréquent
25 % des cas
-
0.6
Urbain / MC
375
120 à 150
3.5 / 2.5
Possible
-
1.25
Laiterie / AP
1250
250
6/5
Périodique
+
0.25
Abattoir / AP
900
150 à 180
6/5
Peu prononcé
pour exploitat.
correcte
+
0.35
Effluent /type
de boues
activées
Foisonnement
Sécuri.
Supplément.*
Vit.asc.
préconisée
en m/h
(STP)
* Charges hydrauliques nominales rapidement dépassées
159
• Cas des décanteurs lamellaires :
Vit. Hazen limite = 1.2512 e-0.0031 Vc
Type de
boues
activées
Cas le plus
fréquent 
Ib
(ml/g)
[MES]
(g/l)
Vc
(ml/l)
Vit. Hazen
limite en m/h
(STP)
AP faible
charge
150
4
600
0.19
Moyenne
charge
120
3
300
0.41
Forte
charge
100
2
200
0.67
Rq : AP faible charge :
[MES] = 4 g/l maxi afin d’éviter les carences nutritionnelles
160
• Autres points importants
Importance de la profondeur des décanteurs
Différentes hauteurs
1)
Distance : haut des plaques /
lame de surverse
2)
Zone eau clarifiée
3)
Zone de décantation
4)
Zone de répartition de la liqueur
aérée
5)
Zone d’épaississement
6)
Zone de stockage (pointes
hydrauliques) et de reprise des
boues
Déc. à flux vertical
et horizontal
Déc. lamellaires
/
0.50 m
0.50 m
0.20 m
0.8 à 1.0 m
Vol. occupé par les
plaques moins
zone d’eau clarifiée
/
0.15 à 0.20 m
(CBA x I) / 1000
([MES] x Ib) / 1000
(C.VBA.I) / X.S
réseaux unitaires
uniquement
Valeur faible
X = 1000 ou 500 pour un facteur d’épaississement de 2
161
Hauteur en eau totale à la périphérie pour
les décanteurs raclés à flux vertical
• Pas inférieur à 2 m en réseau séparatif
• 2.5 m en réseau unitaire
• Surprofondeur : facteur sécurisant sur le plan hydraulique
(risque : temps de séjour de la boue)
Profondeur minimal des décanteurs à flux horizontal :
3.5 m (pour une longueur optimale de 30 à 40 m)
162
Autres relations
• Facteur d’épaississement (f)
• Il est fonction :
- de la qualité de la boue
- de la recirculation
- de la profondeur du bassin
f = (Cr/Ce) : rapport de la concentration des boues
recirculées sur la concentration de la liqueur à
l’entrée du décanteur
163
• Taux de recirculation (t)
• Rapport du débit recirculé sur le débit à l’entrée du
décanteur (Qr/Qe)
• Taux de recirculation le plus courant : 100 à 150 %
(pour un fonctionnement correct de l’installation)
• Recirculation
trop forte 
trop faible 
décantation imparfaite,
entraînement de fines,
turbulences dans le décanteur
dénitrification
ou fermentation dans le décanteur
164
• Équilibre hydraulique
• Etat correspondant à un niveau relativement stable du voile
de boue dans le clarificateur
• Il est vérifier par la relation exprimant la conservation des flux
de matière transitant dans le système :
(Qe + Qr)Ce = QrCr + QeCs soit f = 1 + 1/t (avec QeCs  0)
100 % de recirculation : Qr = Qe
 Cr = 2 Ce soit f = 2
150 % de recirculation : Qr = 3/2 Qe  Cr 1.66 Ce soit f = 1.66
165
• Détermination de la concentration des boues de
recirculation (Cr) en fonction de l’Ib
• Permet de connaître la masse de matière transitant du
décanteur vers le bassin d’aération
• Permet d’apprécier la capacité du décanteur à épaissir les
boues
Test de décantation sur les boues recirculées :
Cr = 1000 / I avec I = Vd 30’ / [MES] boues recirculées
° Ib < 100 ml/g
 Cr > 10 g/l (maxi)
° 100 < Ib < 200
 5 < Cr < 10 g/l
° Ib > 200
 Cr < 5 g/l
166
• Temps de séjour dans les décanteurs
• Lié à la charge hydraulique superficielle limite
 Pour 1 m3/m2.h temps de séjour  2 heures (30
minutes en décantation lamellaire)
• Fonction du taux de recirculation. Compromis entre la
nécessité d’un épaississement suffisant et le maintien
en activité de la boue avant son retour dans le bassin
d’aération
167
Recommandations techniques supplémentaires
• Equipement et génie civil
• Qualité du revêtement intérieur
Rugosités  rétention de paquets de boues évoluant
vers l’anaérobiose, ce qui entraîne leur remontée
• Pente : > 45°, 50° pour les décanteurs coniques
168
• Bassin de dégazage
• S = 1 à 2 m2
On retient en général :
 1 m2 pour 80 m3/h (à partir du débit de pointe d’eaux usées augmenté
du débit de recirculation) et par tranche de 2000 éq.hab.
 ou 2.5 m2 par tranche de 5000 éq.hab.
• Première dissipation de l’énergie hydraulique entre le bassin
d’aération et le décanteur
• Évite l’engorgement de la conduite d’alimentation du décanteur
par l’air qui provoque indirectement des à-coups hydrauliques
(bouchons d’air …)
• En cas de dénitrification dans le bassin d’aération, piégeage plus
ou moins important des mousses formées par les bulles de gaz et
le floc entraîné
169
Dispositif d’alimentation du décanteur ou clifford
• Fonction répartir uniformément le flux de liqueur aérée et dissiper
au maximum l’énergie produite lors du transfert boue activéedécanteur
• Surface de l’ordre de 1 m2 par tranche de 1000 éq.hab.
• Vitesse maximale de passage : < 2.5 cm/s (recirculation incluse)
• Base du clifford : horizontale afin de réduire les turbulences (voile
de boue plus agité sur un rayon de 1 à 1.5 m autour du clifford
• Immersion :
Déc. coniques : entre la moitié et le tiers inférieur de la profondeur
Déc. cylindriques : ne pas descendre en dessous de la moitié de la
hauteur
Dans tous les cas : orifice inférieur du clifford pas à moins d’un mètre
du fond du décanteur
Minimum de 1 m libre entre le débouché des boues et la reprise de la
recirculation (sans tenir compte d’un éventuel puits à boues)
170
Dispositif de raclage
• Racleur de fond et récupération des flottants (mise en place d’une
large trémie)
Destination des flottants éviter les retours en tête de station
• Immobilisation possible du racleur dans les pays froids (gel)
• Existence de système à commande centrale permettant d’éviter
ces phénomènes
Problème : équipement lourd et onéreux
• Rotation complète en ¼ heures (turbulences au fond de l’ouvrage
évitées)
171
Lame déversante et goulotte de récupération
• Goulotte extérieur de préférence (protection par lame
siphoïde
• Auto-nettoyage de la goulotte (balai sur le pont racleur) :
• Vitesse d’approche sur la lame déversante :  10 cm/s
• Cas des décanteurs à flux horizontal : la goulotte doit se
situer quelques mètres à l’aval (écoulement des boues le
long des parois) – Ne pas dépasser 10 m3 par mètre
linéaire de surverse
172
Origines possible du dysfonctionnement
• Interprétation du test en éprouvette
 Problèmes de densité
 Problèmes de floculation
 Problèmes de compaction
• Inadaptation des organes de relèvement
• Gestion non rationnelle de la masse de boue
• Sous dimensionnement – conception défectueuse du
décanteur secondaire
• Prolifération de bactéries filamenteuses
• Taux de recirculation de la boue trop faible
• Anoxie - dénitrification
173
Si pertes de boue :
A – Au dessus de la courbe  dépassement
de la vitesse ascensionnelle limite
MES et IB
Matières en suspension
 Mauvaise gestion de la
masse de boue
Conséquences :
Cm
O2  fermentation,
soufre réduit
Indice de boue
 Aspects qualitatifs composition et
l’équilibre
 Aspects quantitatifs : faible Cm
 Aération et période d’arrêt (< à 2 h)
 Brassage
 Flottants : facteurs mécaniques :
dénivellé BA / clarificateur
jupes autour des turbines
(démonter ou à raccourcir)
 Mauvaise gestion de la filière boue
(S réduit)
174
• B – En dessous de la courbe  problèmes de
conception et de réglages
Problèmes de conception
Problèmes de réglage
 Hydraulique
 dénitrification
Mauvais dimensionnement des
 petits ouvrages :
pompes d’alimentation (hauteur de
recirculation syncopée
relèvement)
 Clarificateur
Clifford (immersion, vitesse)
Horizontalité de l’ouvrage
Profondeur (< à 2 m en périphérie)
 Absence de dégazage
Dénivelé important entre
BA/clarificateur
Minimiser les entraînements de
gaz en sortie BA
 Génie civil
Rugosité des parois
175
5 - L'influence de la charge organique spécifique
sur la production spécifique de boues
La production spécifique de boues (PSB), mesurée comme matières sèches
(MS) ou MES, est à strictement parler, exprimée comme suit:
PSB = kg MS produites ou de MES/kg DB05 éliminée
Puisque le rendement d'élimination des procédés biologiques est
normalement supérieur à 90%, on peut également écrire:
PSB = kg MS produites ou de MES /kg DBO5 apportée
La production des boues est le résultat de deux mécanismes distincts:
– - la croissance bactérienne,
– - la dégradation des bactéries.(auto-oxydation ou respiration endogène)
176
3.1 – La recirculation de boue
177
Recirculation des boues activées
•Triple fonction
• Maintenir une concentration donnée en boue dans le
bassin d’aération
• Concentrer la boue au niveau du clarificateur
• Le temps de séjour des boues est plus élevée que le
temps de séjour de l’eau
Le taux de recirculation peut-être établi à partir du
bilan des matières en condition d’équilibre
178
QE
QE + Q R
XBA
QE
XBR
QR
Entrée des boues
dans le clarificateur
=
(QE + QR) . XBA
=
Sortie des boues
du clarificateur
QR . XBR
Où :
QE = débit d’entrée
QR = débit de recirculation
XBA = concentration de boues dans le bassin d’aération
XBR = concentration de boues dans la recirculation
179
Entrée des boues
dans le clarificateur
=
(QE + QR) . XBA
=
QE . XBA + QR . XBA
=
QE . XBA
=
QE . XBA
=
Sortie des boues
du clarificateur
QR . XBR
QR . XBR
QR . XBR – QR . XBA
QR (XBR – XBA)
XBA
QR
=
= taux de recirculation
XBR - XBA QE
180
Cela donne : QR/QE = XBA/(XBR - XBA)
QR/Q = taux de recirculation = 100 % = 4/8-4 =
150 %  XBR = 6,66
Facteur d’épaississement
=
[ XBR ]
f=
[ XBA ]
f = 1 + 1/t
f = 2  t = 100 %
f = 1.67  t = 150 %
[XBR] max = 1000/IB
Meilleur compromis :
100 % sur QPTP
150 % sur QPTS
f=2
f = 1,67
181
Poste de recirculation
• Situé à proximité du décanteur – Dimensionné sur le débit
de pointe nominal de la station
• Colmatage important – mais problème minimisé si :
• Les vitesses dans les conduits sont supérieures à 1 m/s
• Le nombre de coudes est réduit
• Le diamètre des conduites est supérieur à 150 mm
• Dispositif de secours indispensable
• Installation habituelle : pompe immergée ou vis
d’archimède (imbouchable – problème : coût élevé
182
• Exemple
Calculez les volumes des boues à extraire du clarificateur et du
bassin d’aération (données comme ci-avant)pour maintenir un taux
de boue constant :
flux massique = 720 kg de DBO5 par jour
PSB = 0,65 kg de MS/kg de DBO5 appliquée
Concentration en MES du BA = 4 g/l
Taux de recirculation = 150 %
183

On trouve :
Production journalière de boues
Concentration boues de recirculation
Volume à extraire
Sur le bassin d’aération
Sur la conduite de recirculation
= 468 kg MS/jour
= 6,7 kg/m3
= 117 m3/j
= 69 m3/j
184
• Exemple
Calculez le débit de recirculation (sur la pointe d’entrée) pour maintenir les
concentrations suivantes :
Supposez :
- concentration de boues bassin d’aération :
4 kg MS/m3
- concentration des boues de recirculation :
8 kg MS/m3
Rappel : Ville de 12000 Habitants
Rejet par habitant = 0,150 m3/jour

On trouve :
Taux de recirculation : 4/(8-4) =
Débit journalier
Débit horaire moyen d’entrée
Coefficient de pointe
débit horaire de pointe
Débit horaire de recirculation
1 (100 %)
1800 m3/j
75 m3/h
2,05
75 x 2,05 = 153,75 m3/h
153 m3/h
185
4 – La production de boue
186
IV – La production de boue
•En boue activée
La production dépend de :
• la quantité de biomasse vivante à partir d’un kg de DBO5
éliminée (AP = 0.6 kg de MVS/kg de DBO5)
• la qualité d’auto-oxydation (fraction de matière vivante
détruite journalièrement (0.06 à 0.05 kg de MVS / kg de
MVS)
• la quantité de matières minérales apportée par l’effluent
• la quantité de matières organiques difficilement
biodégradable (30 % de MVS de l’effluent entrant)
• pertes de boues.
187
I - Calcul théorique
L'accroissement quotidien des MES dans le bassin d'aération est égal à :
S = aLe - bSv + S min + S dur - Sf
avec :
Le
Sv
= masse de DBO5 éliminée par jour.
= biomasse présente dans le système en MVS.
Smin = masse journ. de matières minérales apportées par l'effluent à traiter
= 25 à 35 % des MES de l'effluent entrant.
Sdur = masse journalière de MO peu dégradables dans l'effluent à traiter.
= 25 à 35 % des MVS de l'effluent entrant.
Sf
= masse de boues éliminées avec l'effluent de sortie.
188
Valeurs
a = quantité de biomasse produite à partir d'1kg de DBO5.
b = fraction de biomasse détruite quotidiennement par respiration
endogène.
a
b
Aération prolongée
0.6
0.05
MC / FC
0.55
0.06
189
II – Calcul rapide
• Formule simplifiée
Production de boue = k [(flux DBO5 + flux MES)/2]
Remarque =
réseau unitaire
DBO5 peut augmenter de 10 %
MES peuvent augmenter de 30 à 40 %
k
Aération prolongée
0.84
Moyenne charge sans stabilisation*
1.10
Moyenne charge sans « stabilisation » aérobie*
1.03
Moyenne charge avec « stabilisation » anaérobie*
0.84
* y compris boues primaires
On retient
35 à 40 g de MES/EH
soit 0.75 kg de MES /kg de DBO5 éliminé (AP)
190
Exemple :
Calculez la production de boue (calcul rapide et précis) de
notre installation (12 000 habitants)
Données :
Rendement en DBO5 = 95 % (AP)
Réacteur biologique
= 4 g de MES/l (70 % MVS)
Volume de réacteur
= 1942 m3
eaux de sortie [MES] = 10 mg/l
Rejet / habitant
= 60 g DBO5/jr
= 150 l/jr
= 50 g MES/jr
191
Réponse :
Calcul rapide flux de DBO5 = 60 g x 12000 = 720 kg de DBO5/j
flux de MES = 50 g x 12000 = 600 kg de MES/j
D’où production de boue journalière
720 + 600
= 0,84 (---------------) = 554 kg de MVS
2
Calcul précis S = aLe - bSv + S min + S dur – Sf
aLe
bSv
S min
S dur
Sf
= 0,6 x 720 x 95 %
= 0,05 x 1942 x 70 %
= 50 g x 12000 x 30 %
= 50 g x 12000 x 80 % x 30 %
= 12000 x 150 x 10
= 410,4
= 68
= 180
= 144
= 18
Production journalière de boue = 410,4 – 68 + 180 + 144 – 18 = 648 kg
192
5 – Les ouvrages annexes
193
Prétraitements compacts
• Fonction :
évite les ouvrages suivants :
 dégrilleur
 dessableur
 deshuileur
194
Décantation primaire
• Piégé une partie de la pollution par
sédimentation
195
Zone d’anaérobie
• Déphosphotation biologique
196
Zone de contact
• Objectif : éviter le développement de certaines
bactéries filamenteuses
Cas 1 : Zone de contact séparée du bassin d’aération
50 %
OB
OE
ZC
DII
BA
OQB1
Légende :
BA = bassin d’aération
DI = décanteur primaire
DII = décanteur secondaire
zc = zone de contact
Za = zone d’anoxie
100 %
QE = eau usée à traiter (prétraitée)
QB = débit de boue recirculée dans la zone de contact
QB1 = débit de recirculation vers le bassin d’aération
197
Cas 2 : Zone de contact intégrée au bassin d’aération
OB
OE
ZC
DII
BA
QB1
Légende :
BA = bassin d’aération
DI = décanteur primaire
DII = décanteur secondaire
zc = zone de contact
Za = zone d’anoxie
QE = eau usée à traiter (prétraitée)
QB = débit de boue recirculée dans la zone de contact
QB1 = débit de recirculation vers le bassin d’aération
198
Cas 3 : Zone de contact dans une filière comprenant une
décantation primaire
OB1
OE
DI
0,3 OE
DII
BA
zc
Légende :
BA = bassin d’aération
DI = décanteur primaire
DII = décanteur secondaire
zc = zone de contact
Za = zone d’anoxie
OE
QE = eau usée à traiter (prétraitée)
QB = débit de boue recirculée dans la zone de contact
QB1 = débit de recirculation vers le bassin d’aération
199
Zone d’anoxie
• Objectif : élimination de l’azote
Recirculation des nitrates
300 à 400 %
QJ
Clarificateur
Dégazage
Eaux
usées
QJ
Eaux
épurées
QJ
Bassin
d’anoxie
Boues
en excès
Bassin d’aération
Recirculation des boues 100 à 150 %
QJ
Extraction
200
Ouvrages de dégazage
• Fonction : évite les turbulences à l’entrée
du clarificateur
201
Zone d’anoxie
Cas 3 : Zone de contact dans une filière éliminant l’azote
OB2
OE
300 à 400 %
DII
BA
zc za
OB1 100 %
OB
50 %
202
Résultats =
a Le
Sv
= 0,6 x 1176 kg de DBO5 élim. (temps sec) = 705,6 kg de MES /jour.
= 4615 m3 (Vol uniquement du BA ) x 4 g/l x 65 % = 11 999 kg de MVS.
d'où b Sv = 0,05 x 11999 kg de MVS = 600 kg de MES /jour.
Smin
= 30 % des MES
= 1600 kg de MES x 30 % = 480 kg de MES /jour.
Sdur
= 30 % des MVS de l'effluent
= 1120 kg de MVS x 30 % = 336 kg de MES /jour.
Sf
= Concentration des MES de l'effluent de sortie
= 20 mg/l
soit une charge (4000 m3 x 20 mg/L) en MES rejetée de 80 kg de MES /jour.
d'où Production totale de boue = 842 kg de MES /jour.
706 - 600 + 480 + 336 - 80 kg
La production totale de boue par temps de pluie est de 1597 kg de MES/j.
203