Note de Calculs

Projet de traitement des eaux usées – Note de calcul

Sommaire

1. Objectifs de qualité_____________________________________________2

2. Dimensionnement de la filière eau________________________________2

3. Calcul des débits_______________________________________________2

4. Dimensionnement du dégrilleur__________________________________3

3.1 Calcul de la surface minimale de la grille________________________________3

3.2 Calcul de la largeur de dégrillage Lg____________________________________3

3.3 Conclusion_________________________________________________________4

5. Dimensionnement du dégraisseur-désableur________________________5

4.1 Dimensionnement____________________________________________________5

4.2 Traitement biologique des graisses______________________________________5

6. Production de boues biologiques__________________________________7

7. Production de boues physico-chimiques____________________________7

8. Dimensionnement du clarificateur________________________________8

9. Zone de biosorption___________________________________________10

10. Dimensionnement du bassin d'aération___________________________10

11. Filière de traitement des boues__________________________________13

12. Filière de traitement des boues__________________________________14

12.1 Solution 1 - Stockage__________________________________________________14

12.2 Solution 2 - Séchage solaire____________________________________________14

13. Evaluation des concentrations de l'effluent traité____________________15

13.1 Evaluation des MES en sortie__________________________________________15

13.2 Evaluation de la DBO5 en sortie________________________________________16

13.3 Evaluation de la DCO en sortie_________________________________________16

14. DIMENSIONNEMENT DES POSTES DE REFOULEMENT DE SIERENTZ ET DIETWILLER_____________________________________16

14.1 Conditions générales__________________________________________________16

14.2 Pertes de charges_____________________________________________________17

14.3 Dimensionnement des postes de refoulement______________________________17

15. Vérification des rendements en temps de pluie______________________18

15.1 Production de boues en excès___________________________________________18

15.2 Evaluation des concentrations de l'effluent traité__________________________20

Renaud Buhl, Jérome Geoffroy et Antoine de Lammerville sur 21


1.2. Objectifs de qualité

DCO DBO5 MEST N-NH4 NGL Pt NTKRendement % 75 90 90 75 70 80 80Charge polluante (kg/j) 1872 780 963 136,5 42,5 195Concentration en polluant (mg/l) 342,86 142,86 176,37 25,00 7,78 35,71Concentration maximale en sortie (mg/l) 85,71 14,29 17,64 6,25 1,56 7,14Charge en Sortie (kg/j) 468 78 96,3 34,125 8,5 39

Qjts (m3/j) = 5460 m³ / j

3. Dimensionnement de la filière eau

MES 936 Kg / jDBO5 780 Kg / jDCO 1872 Kg / jNTK 195 Kg / jP 42,5 Kg / jQjts 5460 m³ / jQmts 227 m³ / hQpts 310 m³ / hQmax 720 m³ / hHypothèse: très faible charge, car les temps de séjours sont de 10 à 12 joursCm 0,111 Kg / jDBO5 à éliminer: 702 Kg / j

4. Calcul des débits

Qpts = Cp * Qeu + Qecp

Cp = 1,5 +

Qecp = Qmts – Qeu

Donc Qpts = (1,5 + )* Qeu + Qmts – Qeu

Avec Qmts = 227 m3/hQpts = 310 m3/h

Donc Qeu = 135 m3/h

Et Qecp = 92 m3/h

Etant donné que les eaux traitées sont des eaux domestiques, nous avons opté pour la répartition suivante : - période nocturne 22h-6h soit 8h



- période de pointe 6h-8h 11h-13h et 19h-21h soit 6h- période diurne = reste de la journée soit 10h

Qdiurne = Qmts = 227 m3/h sur 10 hQpointe = 310 m3/h sur 6h

Q nocturne = = 166 m3/h >> Qecp

5. Dimensionnement du dégrilleur

3.1 Calcul de la surface minimale de la grille

Qmax = 85 + 115 = 200 l/s

La vitesse maximale admissible au travers du dégrillage en amont immédiat du dégrilleur sera prise égale à 1.2 m/s sur le Qmax pour ne pas réduire l’efficacité du dégrilleur

Espacement entre les barreaux : 15 mm

Epaisseur des barreaux : 10 mm

Coefficient de colmatage C = 0.5 (dégrilleur automatique)

S = surface mini de la grille en m2 V = vitesse de l’effluent à travers la grilleC = coefficient de colmatage l = largeur mini de la grille

On trouve donc :

On aura donc une surface de dégrillage de S = 0.55 m2

3.2 Calcul de la largeur de dégrillage L g

Dégrilleur courbe = 26 ° sin = 0.44 Vmaxi = 1.2 m/s pour ne pas réduire l’efficacité du dégrilleur

Vmini = 0.3 m/s pour éviter un dépôt de sable dans le caniveau


t

L0


On a donc une longueur mouillée Lo :

Formule de Manning-Strickler :

Avec : - K = 75 (on considère que le béton dans le canal est rugueux)

- Rh = rayon hydraulique = (avec Sm = surface mouillée et Pm = périmètre mouillé)

- I = pente du canal

Soit : - Lc = largeur du canal - t = tirant d’eau dans le canal

On a : Sm = t*Lc Pm =2t + Lc

On va faire varier Lc et t et I pour obtenir une vitesse comprise entre 0.3 m/s et 1.2 m/s pour les débits mini et maxi de la stationEn utilisant le solveur, on obtient un tirant d’eau de : t = 0.12 m, Lc = 1.5 et I = 0.5%

Pour le type de grille utilisée, on doit avoir :

Largeur commerciale l >

Or Lo = = = 0.27 m

D’où :

lg > 2 m

3.3 Conclusion

Le canal dans lequel a lieu le dégrillage fin a les dimensions suivantes :

La grille utilisée pour ce dégrilleur courbe a les dimensions suivantes :

6. Dimensionnement du dégraisseur-désableur

4.1 Dimensionnement


Lo =

Q = K*Rh 2/3*I1/3*S

Largeur du canal Lc = 1.5longueur du canal lc = 3 m 50 ( valeur arbitraire)

Longueur de la grille Lo = 0.27 mLargeur de la grille lg = 2 mSurface minimum de la grille S = 0.55 m2


Conditions à respecter :- Q moyen de temps sec : Ch = 6 à 10 m3/m2.h et Ts = 15 à 20 min- Q pointe de temps sec : Ch = 10 à 15 m3/m2.h et Ts = 10 à 15 min- Q maxi de pluie : Ch = 15 à 30 m3/m2.h et Ts = 5 à 10 min- Vitesse minimum à maintenir : 4 m3/m2.h (pour éviter de transformer l’ouvrage en décanteur

primaire)

Donc :

Q (en m3/h) Smini (en m2) Smaxi (en m2)Moyen de temps sec 227.5 22.75 37.9Pointe de temps sec 310 22.14 31Max de pluie 720 24 48 Nous retiendrons S = 24 m2, soit un diamètre de : = (4*24/)(1/2) = 5.5 m, ce qui est bien inférieur à 8 mètres.

Volume actif : Volume actif mini

(en m3)Vactif / S Volume actif maxi

(en m3)Vactif / S

Moyen de temps sec 57 2.37 76 3.17Pointe de temps sec 52 2.16 77.5 3.23Max de pluie 60 2.5 120 5

On doit avoir : 1,25 m < Vactif/S < 2,5 m environ.On choisit donc un volume actif de 60 m3.

Dimensionnement de la lame déversante :

avec h = 10 cm et Qdev = Qmaxi = 720 m3/h

La lame déversante aura donc une longueur de Ldéversoir = 3.56 m

4.2 Traitement biologique des graisses

Quantité de graisse à traiter : DCO entrée de station =1872 kg/jour% de DCO graisses dans un effluent urbain = 35 %rendement du dégraisseur = 15 %donc : quantité de DCO graisse à traiter = 1872*0.35*0.15 = 98.3 ~ 100 kg DCO/jour

Volume du réacteur :charge volumique moyenne d’alimentation, Cv=2.5 kg DCO/m3.jVréacteur = 100/2.5 = 40 m3

Nous retiendrons donc pour le réacteur biologique un volume de 40 m3 en fixant une hauteur d’ouvrage de 5 mètres, on aura une surface de 9 m2

Masse de boues produites par le traitement des graisses :La concentration des boues dans le réacteur est de 15 g/l. Sachant que le volume du réacteur est de 40 m3, la masse de boues dans le réacteur est de 600 kg.

Production de boues issues du traitement des graisses : PB = 0,3 kg MS/kg de DCO éliminé Donc : PB = 0,3*100 = 30 kg/j

Apport en O2 : QO2/h



QO2/h = 0,7 kg d’O2/kg DCO admise dans le réacteurQO2/h = 0,7 * 100 = 70 kg O2/j = 2.92 kg/h

L’aérateur doit donc être suffisamment dimensionné pour permettre ce traitement.

QNm3/h =

Avec : Rdt = rendement des diffuseurs à moyennes bulles, nous retenons une valeur de 3,5% par mètre de colonne d’eau

CGT = Coefficient Global de Transfert, nous prendrons CGT = 0.5, pour un diffuseur à bulles moyennes.

O2 = 0.3 kg/m3

He = hauteur d’eau dans le bassin, nous prendrons arbitrairement une hauteur de 4.70 m. Les 30 cm dans le bas du bassin sont occupés par les diffuseurs.

Avec les valeurs données, nous obtenons QNm3/h= 118 Nm3/h

Nombre de diffuseurs :1 diffuseur permet d’aérer 7 Nm3/h

donc on aura : 17 diffuseurs soit 1.88 diffuseurs au m2

puissance du surpresseur : P = 5 watts/ Nm3/mceavec perte de charge du diffuseur = 0.5 mceP = 5*118*(5-0.3+0.5) = 3 kWProduction de boues :Elle est estimée à 0.3 kg MS / Kg DCO traitéeSoit MBbio = 0.3 * 100 = 30 kg MS / jour a une concentration de 15 g/l le volume de boues journalier est de 30/15 = 2 m3 de boues/j

Apport eaux usées := volume de boues – volume de graisses admisesAvec volume de graisse admise = DCOgraisse à traiter/[DCOgraisse]Et [DCOgraisse] = 180 g/lL’apport en eaux usées est donc de 2 – 100/180 = 1.44 m3

7. Production de boues biologiques

PBBio = Matières minérales + MV non biodégradables + K * DBO5 éliminée + K' * NNH4 nitrifié

% MVS =70 %Donc Mat min = (1- 70/100)* MES = 280,8 Kg / j


diffuseur

He= 4.70

H=0.30


MV non biodégradables: 20 à 35 % des MVS (ici, 20 %)Donc MV non biodégradables = 0.2* 70/100 * MES = 131,04 Kg / j

K = 0.83 + 0.2 log Cm = 0,64On suppose un rendement η de 88% pour DB05 éliminéK * DBO5 éliminée * η = 439,65 Kg / j

K' = 0.17 Kg MS / Kg NNH4 nitrifiéOn suppose un rendement η de 70 % pour NNH4 nitrifiéK' * NNH4 nitrifié = 0.17 * η * NTK = 23,205 Kg / j

Donc Pbbio = 874,70 Kg / j

MS / DBO5 = 1,12 Kg MS / Kg DBO5

Fuite en sortie de MES: 17,6 mg / LOn a MES fuite = 17,6*Qjts/1000 = 96,096 Kg / j

Donc boues en excès extraites = 778,60 Kg / j1,00 Kg MS / Kg DBO5

% MVS Dans la boue bio = 1 - Mat min / BB produites = 64 %

8. Production de boues physico-chimiques

P soluble à précipiter = Psol entrée - Passimilé - P soluble rejet

P sol entrée = 36,1 Kg / j

P assimilé = 2.5 % des MVS de Bbio = 14,0 Kg / j

Rejet imposé de P soluble = 2 mg / LDonc, P soluble rejet = rejet imposé - P MES sortieHypothèse: 4 % de P insoluble

P mes de sortie = 0,704 mg / LP soluble de rejet = 1,296 mg / LP soluble de rejet = 7,1 Kg / j

P soluble à précipiter = Psol entrée - Passimilé - P soluble rejet = 15,1 Kg / j

Rendement de précipitation

Rdt = (P sol entrée - P assimilé - P sol sortie) / (P sol entrée - P assimilé)

Donc, Rdt = 68 %Donc β = 0.12 * e^(Rdt * 0.034) = 1,21

Fe injecté = (Psol entrée- Passimilé) * 56/31 * beta = 49 Kg / j

Estimation fine de la production de boues



Boue = Fe PO4 + Fe(OH)3

Masse de FePO4 = P à précipiter * 151 / 31 = 73 Kg / jQt de Fe dans FePO4 = (P à précipiter) * 56/31 = 27 Kg / j

Qt de Fe dans Fe(OH)3 = Fe injecté - Fe de FePO4 = 21 Kg / jQt de Fe(OH)3 formé = 41 Kg / j

Boues physico-chimique = 114 Kg / j

Réactif FeCl3 = 200 g Fe / L de produitVolume de réactif nécessaire = Quantité Fe à injecter / 200g = 243 L / j

Boues totales = 893 Kg / j

% MVS dans les boues totales = 55,8 %

9. Dimensionnement du clarificateur

Q max = 720 m³ / h

MES de sortie = 17,6 mg / L

IM de référence = 155,63 mL / gK1 = 0,9K2 = 1 Produit des Ki = 0,99K3 = 1,1Cas le plus défavorable: Produit des Ki = 1,1 (K1=K2=K3=1,1)IM appliqué = 171,19 mL / g

Ch = -1.352 + 12.06/Ln (IM) = 0,99 m³ / m².h

Surface du clarificateur:

S clarif = Qmax / (Ch* 0,8) = 906 m²

Volume de clarification :

Temps de séjour hydraulique (TSH) = 1 h 30

V clarif = Q max / TSH = 1080 m³

Volume d'épaississement

Temps de séjour (TS) pour Cm = 0.12 kg / j (mn ) : 90 mn

Sa = 3,91 g /L



Sa * IM = 670 < 750 mL / L validation de SaSr = 326 * TS^(π/10)/IM = 8 g / L

% de recirculation = Sa / (Sr - Sa) = 100 %

Q recirculation = Qmax = 720 m³ / h

Masse boues clarif = ( Qmax + QRmax) * Sa * TS = 5832 kg MS

Concentration Lit de boue = ( 2 * Sr + Sa ) / 3 = 6,52 g / L

Volume du lit de boues = Masse boues clarif / C lit de boue = 894 m³

Volume total du clarificateur = Volume lit de boues + Volume de clarification = 1974 m³

Dimensions du clarificateur

V = 1974 m³ S = 906 m² Diamètre = 34 mh = V / S = 2,2 m h < 3m ! V définitif = 2718,9 m³

Débits de recirculation

Taux de recirculation: 100%QRmts = 227 m3/h 2 pompes de 20 m3/h et 1 pompe de 70 m3/hQRpts = 310 m3/h + 1 pompe de secours à débit variableQRmax = 720 m3/h

Surface Clifford

Ch = 90 m / hS Clifford = ( QRmax + Qmax ) / Ch = 16,0 m²Diamètre = 5 m

Volume du dégazeur

Tc = 4 minV dégaz = ( QR max + Q max ) * Tc / 60 = 96 m³

10.Zone de biosorption

Sr = 8 g / LCh = 100 mg DCO / g de boueDCO sol = 1/3 * DCO Tot = 624 mg / LQR zone biosorp = ( DCO sol * Qpts )/ ( Ch DCO * Sr ) = 247 m³ / h

Temps de contact ( TC ) = 12 min



Volume de zone biosorp = ( QRzb + Qpts ) * TC /60 = 111 m³

11.Dimensionnement du bassin d'aération

Volume provisoire du bassin d'aération A vérifier en fonction de la durée de nitrification - conso O2 - dénitrification

T = 12 °CAge des boues = 6.5 * 0.914^(T-20) = 14 jours

MBoues totales système = Age des boues * Boues en excès = 12498 kg

MBoues Clarif = ( Qmts + QR mts ) * Sa * TS = 2666 kg MS

MBoues Réacteur = MB tot syst - MB clarif = 9832 kg MS

Volume tot réacteur = MB Réacteur / Sa = 2512 m³

Volume provisoire du bassin d'aération =Vr - Vzc = 2401 m³Surface provisoire : 400 m²

Bilan azote

NitrificationN à nitirifier = NTK entrée - N org MES - N ass - N-NH4 rejet

N-NH4 rejet = 6,25 mg/L soit 34,125 Kg / jNTK entrée = 35,7 mg/L soit 195 Kg / jN org MES =1/3*NTK entrée = 11,9 mg/L = 65 Kg / j

avec %MVS = 55,8 %N ass = 6.8 % de MVS des boues produites = 6,2 mg / L = 33,9 Kg / jN réfractaire = 6 % du NTK entrée = 2,1 mg / L = 11,7 Kg / j

N nitrifiable = NTKe - Nass - Nréfrac = 27,4 mg / L = 149,45 Kg / j

N à nitrifier = N nitrifiable - N-NH4 rejet = 21,1 mg / L = 115,32 Kg / j

DénitrificationN-NO3 à dénit = N-NO3 prod - N-NO3 rejet

N-NO3 rejet = NGL - (Nmes + N-NH4 rejet + N org sol )NGL = 12 mg/L soit 65,52 Kg / jNmes =6.8 % MVS = 0,57 mg / L = 3,11 kg / jN-NH4 rejet = 6,25 mg/L soit 34,13 kg/jN org sol = 3% NTK entrée = 1,1 mg/l = 5,85 kg/j

N-NO3 rejet = 4,1 mg/L soit 22,44 kg/j

N-NO3 à dénitrifier = 7,9 mg/L soit 43,1 kg/j



Temps de nitrification

Durée nitrif = Masse N à nitrifier /(Kn*10^-3 * mMVS bassin aération)Kn = 1,7 mg N-NO3 / g MVS.hDurée nitrif = 12,95 h

Temps de conso d' O2

Nb de cycles d'aération = Durée nitrif / Cycle d'aération = 8 cyclesCycle d'aération = 1,6 hConso = 15 min / cycleDurée de conso d'O2 = 5 h

Temps de dénitrification

Kdn = 1,6 mg N-NO3 / g MVS.hDurée denitrif = Masse N-NO3 à dénitrif / (Kdn * 10^-3 * Sa * % MVS * V aération ) = 5,1 h

Durée totale = 23,1 h durée trop importante : bassin d'aération trop petit

Augmentation du volume du bassin d'aération de 14 % : Vaér = 1.14 * Vprov = 2737 m³Diamètre = 24,09825643 mon arrondit le diamètre à 25 m donc, Vtot = 2945 m³

Temps total corrigé = 11,6 h choix d'effectuer une déphosphatation simultanée : volume sous-dimensionné ?

Calcul du C assimilé = 0.45*MVS + 0.2*DBO5 = 380,0 kg Carbone néc: 70,2 kg

Besoins journalier en oxygène

Charge massique définitive = DBO5 / ( MB réacteur + MB Clarif ) = 0,112 kg DBO5 / kg MVS

DJO = a' * DBO5 éliminé + b' * Sv + c' * N nitrifié

Sv = Masse en MVS des boues du système = 6969 kg MVSa' = 0.7272-0.2889*Cm+0.06754*Cm² = 0,70 kg d'O2 / kg DBO5 éliminéb' = 0.023-0.32547*Cm+0.2292*Cm^1.5+0.2239*Cm^0.5 = 0,07 kg O2 / kg MVS systèmec' = 4,53 kg O2 / kg N-NO3 nitrifiéd' = 2,86 kg O2 restitué / kg N-NO3 dénitrifié

DJO = 1376 kg O2 / j

DO pointe = a' * DBO5* Qpts/Qj + b' * Sv / 24h + c' * N nitrifié * Qpts / Qj = 53 kg O2 /h"Durée aération " doit être supérieure où égale à durée nitrif = 25,92 h

Dimensionnement de l'aération

Q Nominal du surpresseur =DO pointe / ( 0.3 kg O2 / Nm3 * CGT * Rdt * Hliq )CGT = Coef. Global de transfert = 0,5



Rdt = 5,3 %Hliq = Htot - hauteur diffuseurs = 5,85 mQn = 1141 Nm3/hDébit de fonctionnement dans les conditions réellesT = 35 ° CP = 10,13 mce

Qf = Qn * Pn / Pf *T / Tn = 1288 m3/h d'air aux conditions normales

Puissance absorbée du surpresseurPression aval surpresseur = Hliq + Pdcs + Pdcl = 7,85 mcePuissance spécifique absorbée = 5 W / Nm³

Pabs = Pspé abs * Qn * Paval = 44,8 kW

Nombre de diffuseurs

qspé / diffuseur = 9 Nm3 / diffuseur .hNb de paires de diffuseurs = 63 paires

Brassage

Puissance spécifique = 5 W / Nm³P tot = 13,68 kW 2 compresseurs de 7 kW chacun

Ventilation du local de surpression

Puissance rayonnée par le surpresseur = 20 % de Pabs = 9,0 kWChaleur à évacuer = 7706,08 Kcal / h

Masse d'aire à évacuerChaleur spécifique = 0,24 Kcal / kg d'air / °CTempérature extérieure = 35 °CT max intérieure = 45 °C (sans capotage)

Masse d'air à évacuer = Calories à évac / ( 0.24 * Delta T ) = 3210,87 kg

Débit d'air à extraire = Masse d'air à extraire / Masse volumique de l'airMasse volumique de l'air = 1,11 kg / m³ à 45°C

Q air à extraire = 2892,7 m³ / h

12. Filière de traitement des boues

Epaississement dynamique



M Boues à extraire = 893 kg /jM Boues hebdomadaire = 6249 kg / semaine

On cherche une largeur de grille et un volume de stockageFonctionnement grille = voir dans la suite = 22h/semainesMasse boues à traiter / h = 284,05 kg /hFonctionnement 4 jours par semaine

Débit massique de la machine = 100 kg MS / ml.hL grille = MB à traiter / Q massique = 2,84 m soit environ 3 m

Concentration des boues épaissies = 60 g/lMB traitée par jour = 1562,25 kg / jV stock = 26,04 m³Sa = 3,91 g / LV boues à extraire / j = MB épaissies /j / Sa = 399,12 m³ / j

Volume du filtrat = MB hebdo/(Nb jour de fonct)*[(1/Sa)- (1/C)] = 373 m³ / jTemps de fonctionnement = Masse boues hebdo*(Nb de jour*Qmass) = 15,62 h / j pendant 4 joursDébit filtrat = 24 m³ / h

13. Filière de traitement des boues

Epaississement dynamique

M Boues à extraire = 831 kg /jM Boues hebdomadaire = 5817 kg / semaine

On cherche une largeur de grille et un volume de stockageFonctionnement grille = voir dans la suite = 22h/semaineMasse boues à traiter / h = 264,40 kg /hFonctionnement 4 jours par semaine

Débit massique de la machine = 100 kg MS / ml.hL grille = MB à traiter / Q massique = 2,64 m soit environ 3 m

Concentration des boues épaissies = 60 g/l

12.1 Solution 1 - Stockage

Durée de la pressée = 3 h / presséeNb de pressée = 13 pressées / semaineFeCl3 = 10 % M FeCl3 = 83 Kg / jCaCO3 = 30 % M CaCo3 = 249 Kg / j

Mboues cond = MB hebdo + MB hebdo * 0.85 * 30% + MB hebdo * 0,66 * 4% = 7684 kg /semaine



Siccité = 35 % soit 350 g/Ld = 1,18Masse de gâteau par pressée = 1689 kgV filtre presse = MB conditionnées / ( Nb de pressées * Siccité * d ) = 1431 L

Dimensionnement des bennes de stockage

Durée de stockage = 11 moisk = coefficient de foisonnement = 0,85MB évacuée / j = 3136,32 kgVolume de bennes = MB j / ( Siccité * d * k * 1000 ) = 3,13 m³ / jVolume de stockage = 1031,89 m³ / 11 moisAvec une hauteur de 2m : S = 516 m²

12.2 Solution 2 - Séchage solaire

Durée de la pressée = 3 h / presséeNb de pressée = 9 pressées / semaineFeCl3 = 4 % soit 33 Kg / jPolymère cationique = 12 L / t MS soit 70 L

Mboues conditionnées = MB hebdo + MB hebdo * 0.66 * 0.04 = 5970 kg /semaine

Siccité = 28 % soit 300 g/Ld = 1,1Masse de gateau / pressée = 2369,19 kgV filtre presse = MB conditionnées / ( Nb de pressées * Siccité * d ) = 2154 L

Dimensionnement des serres:

Masse de boue évacuée par jour = MB conditionnées = 852,91 kg / jCharge appliquée = 220 Kg MS / m2 / anSurface des serres = 1415,052219 m²Nombre de serres = 2 Largeur des serres = 7 m Longueur des serres = 101 m arrondi à 110 m

Solution 3 - Compost

Stockage 11 moisVolume des boues = 1185,9 m³ / 11 moissoit 2964,7 m³ / 11 mois de compostSurface des andains = 1976,4 m²Surface retenue = 2000 m²

14. Evaluation des concentrations de l'effluent traité

13.1 Evaluation des MES en sortie

Ch référence = 0,99 m3 / m2.hS clarif = 906 m2



[MES] = 30 * ( Charge appliquée / Charge de référence )^(0.7)

On évalue la charge appliquée sur Qmts, Qpts et QnoctCharge appliquée = Q / S clarif

10 heures sur Qmts = 227,0 m3/hCh mts appliquée = 0,25 m3/m2.h[MES]mts = 11,44 mg / L soit 26 kg / j

5 heures sur Qpts = 310 m2/hCh pts appliquée = 0,34 m3/m2.h[MES]pts = 14,23 mg / L soit 22 kg / j

9 heures sur Qnoct = 166 m3/hCh noct appliquée = 0,18 mg / L[MES] noct = 9,19 mg / L soit 13,7 kg / j

[MES]sortie = 11,31 mg / LRendement nominal MES sur effluent brut = 93 %

13.2 Evaluation de la DBO5 en sortie

DBO5 sortie = DBO5 (soluble) + DBO5 (MES) + DBO5 dure

Cm appliquée = 0,112 kg DBO5 / kg MVSRdt DBO5 = (0.5*(1+exp(-Cm)))^(0.5)*100 = 97,32 %DBO5 soluble = DBO5 entrée * ( 1 - Rdt DBO5 ) = 20,9 kg / j = 4 mg / L

b' = 0,08% MVS = 55,8 %[MES] = 11,31 mg / LK = 6DBO5 mes = b' * % MVS * 1.1 * [MES] * K = 3,33 mg / L

DBO5 sortie = 7,16 mg / L

Rendement nominal DBO5 sur effluent brut = 95 %

13.3 Evaluation de la DCO en sortie

DCO sortie = DCO soluble réfractaire + DCO (DBO5) + DCO (MVS des MES)

DCO soluble = 4.5 % de DCO tot entrée = 15 mg / LDCO (DBO5) =2.5 * DBO5 sortie = 18 mg / LDCO (MVS des MES) = 1.6 * % MVS * 1.1 * [MES] = 11 mg / L

DCO sortie = 44 mg / L

Rendement nominal DCO sur effluent brut = 87 %



15. DIMENSIONNEMENT DES POSTES DE REFOULEMENT DE SIERENTZ ET DIETWILLER

14.1 Conditions générales

Q max Dietwiller = 0,085 m3/sQ max Sierentz = 0,115 m3/sQ max Station = 0,2 m3/s

Côte canal entrée= 262,5 mK = 2V désirée = 1,2 m/sdiamètre Chalampé= 300 mm soit le Diamètre retenu des conduites 300 mm avec v = 1,20 m/sdiamètre Bantzenheim = 349 mm soit le Diamètre retenu des conduites 350 mm avec v = 1,20 m/s

diamètre station = 461 conduite existante 450 mm avec v = 1,26 m/s

14.2 Pertes de charges

Dietwiller Sierentzhauteur géométrique = terrain naturel = 248 m 248 mfil d'eau = 242 m 242 mcote pompe 240,5 240,5dénivelé par rapport à l'entrée = 22 m 22 mpertes de charges =longueur de conduites = 2500 m 500 mpertes de charges =linéaires diamètre (mm) pertes de charge diamètre (mm) pertes de charge

300 20,6 m 350 3,3 m quantité K total quantité K totalsingulières entrée 1 0,5 0,036 1 0,5 0,037 sortie 1 1 0,073 1 1 0,074 coudes 90° 5 1,5 0,546 4 1,5 0,442 codes 75° 1 1 0,073 0 1 0 coudes 45° 5 0,5 0,182 0 0,5 0 coudes 22.5° 1 0,17 0,012 0 0,17 0 vannes 1 0,5 0,036 0 0,5 0 clapets anti-retour 0 0,8 0 0 0,8 0

TOTAL (m) 0.959 0,553TOTAL PERTES DE

CHARGES (m)21,6 3,9

HAUTEUR MANOMETRIQUE

TOTALE (m)43,6 25,9

14.3 Dimensionnement des postes de refoulement

Dietwiller Sierentz

HAUTEUR MANOMETRIQUETOTALE (m) 43,6 25,9

PUISSANCE UNITAIRE ( KW) 88,9 39,0 rdt H 0,65 0,65 rdt elec 0,85 0,85



VOLUME UTILE DES BACHES (m3) 6,375 8,625 n 2 2 f 6 6 largeur coté 2,0 2,0 S (m2) 4,0 4,0 Cote radier 240 240 TN 248 248 Hen 242,09 242,66 Hdec 240,5 240,5

hauteur utile 1,6 2,2VOLUME TOTAL DES BACHES (m3) 32,4 32,0

Distance radier pompe (m) 0.5

16. Vérification des rendements en temps de pluie

DCO DBO5 MEST N-NH4 NGL Pt NTKrendement % 75 90 90 75 70 80 80Ch polluante (kg/j) 3744 1560 1404 177,1 55,25 253[C]poll (mg/l) 340,36 141,82 127,64 16,10 5,02 23,00[C]max sortie (mg/l) 85,09 14,18 12,76 4,03 1,00 4,60Ch sortie (kg/j) 936 156 140,4 44,275 11,05 50,6

Qts (m3/j) = 11000 m³ / j

MES 1404 Kg / jDBO5 1560 Kg / jDCO 3744 Kg / jNTK 253 Kg / jP 55,25 Kg / jQjts 11000 m³ / jQmts 460 m³ / hQpts 720 m³ / hQmax 720 m³ / h

Hypothèse: très faible charge, car les temps de séjours sont de 10 à 12 jours

Cm 0,111 Kg / jDBO5 à éliminer: 1404 Kg / j

15.1 Production de boues en excès

Production de boues biologiques:

PBBio = Matières minérales + MV non biodégradables + K * DBO5 éliminée + K' * NNH4 nitrifié

% MVS =70 %Donc Mat min = (1- 70/100)* MES = 421,2 Kg / j

MV non biodégradables: 20 à 35 % des MVS (ici, 20 %)Donc MV non biodégradables = 0.2* 70/100 * MES = 196,56 Kg / j



K = 0.83 + 0.2 log Cm = 0,64On suppose un rendement η de 98 % pour NNH4 nitrifiéK * DBO5 éliminée * η = 879,30 Kg / j

K' = 0.17 Kg MS / Kg NNH4 nitrifiéOn suppose un rendement η de 70 % pour NNH4 nitrifiéK' * NNH4 nitrifié = 0.17 * η * NTK = 30,107 Kg / j

Donc Pbbio = 1527,17 Kg / j

MS / DBO5 = 0,98 Kg MS / Kg DBO5

Fuite en sortie de MES: 17,6 mg / LOn a MES fuite = 25 * Qjts/1000 = 193,6 Kg / j

Donc boues en excès extraites = 1333,57 Kg MS / j0,85 Kg MS / Kg DBO5

% MVS Dans la boue bio = 1 - Mat min / BB produites = 68 %

Production de boues physico-chimiques

P soluble à précipiter = Psol entrée - Passimilé - P soluble rejet

P sol entrée = 47,0 Kg / j

P assimilé = 2.5 % des MVS de Bbio = 26,1 Kg / j

Rejet imposé de P soluble = 2 mg / LDonc, P soluble rejet = rejet imposé - P MES sortieHypothèse: 4 % de P insoluble

P mes de sortie = 0,704 mg / LP soluble de rejet = 1,296 mg / LP soluble de rejet = 14,3 Kg / j

P soluble à précipiter = Psol entrée - Passimilé - P soluble rejet = 6,6 Kg / j

Rendement de précipitation

Rdt = (P sol entrée - P assimilé - P sol sortie) / (P sol entrée - P assimilé)

Donc, Rdt = 32 %Donc β = 0.12 * e^(Rdt * 0.034) = 0,35

Fe injecté = (Psol entrée- Passimilé) * 56/31 * beta = 13 Kg / j

Estimation fine de la production de boues

Boue = Fe PO4 + Fe(OH)3



Masse de FePO4 = P à précipiter * 151 / 31 = 32 Kg / jQt de Fe dans FePO4 = (P à précipiter) * 56/31 = 12 Kg / j

Qt de Fe dans Fe(OH)3 = Fe injecté - Fe de FePO4 = 1 Kg / jQt de Fe(OH)3 formé = 3 Kg / j

Boues physico-chimique = 35 Kg / j

Réactif FeCl3 = 200 g Fe / L de produitVolume de réactif nécessaire = Qtité Fe à injecter / 200g = 66 L / j

Boues totales = 1368 Kg / j

% MVS dans les boues totales = 66,7 %

15.2 Evaluation des concentrations de l'effluent traité

Evaluation des MES en sortie

Ch référence = 0,99 m3 / m2.hS clarif = 906 m2

[MES] = 30 * ( Charge appliquée / Charge de référence )^(0.7)

On évalue la charge appliquée sur Qmts, Qpts et Qnoct

Charge appliquée = Q / S clarif

10 heures sur Qmts = 460,0 m3/hCh mts appliquée = 0,51 m3/m2.h[MES]mts = 18,80 mg / L soit 86 kg / j

5 heures sur Qpts = 720 m2/hCh pts appliquée = 0,79 m3/m2.h[MES]pts = 25,72 mg / L soit 93 kg / j

9 heures sur Qnoct = 460 m3/hCh noct appliquée = 0,51 mg / L[MES] noct = 18,80 mg / L soit 77,8 kg / j

[MES]sortie = 23,35 mg / L

Rendement nominal MES sur effluent brut = 82 %

Evaluation de la DBO5 en sortie

DBO5 sortie = DBO5 (soluble) + DBO5 (MES) + DBO5 dure

Cm appliquée = 0,112 kg DBO5 / kg MVSRdt DBO5 = (0.5*(1+exp(-Cm)))^(0.5)*100 = 97,32 %DBO5 soluble = DBO5 entrée * ( 1 - Rdt DBO5 ) = 41,9 kg / j = 4 mg / L



b' = 0,08% MVS = 66,7 %[MES] = 23,35 mg / LK = 6DBO5 mes = b' * % MVS * 1.1 * [MES] * K = 8,22 mg / L

DBO5 sortie = 12,03 mg / L

Rendement nominal DBO5 sur effluent brut = 92 %

Evaluation de la DCO en sortie

DCO sortie = DCO soluble réfractaire + DCO (DBO5) + DCO (MVS des MES)

DCO soluble = 4.5 % de DCO tot entrée = 15 mg / LDCO (DBO5) =2.5 * DBO5 sortie = 30 mg / LDCO (MVS des MES) = 1.6 * % MVS * 1.1 * [MES] = 27 mg / L

DCO sortie = 73 mg / L

Rendement nominal DCO sur effluent brut = 79 %


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