STATION DE TRAITEMENT DES EAUX USÉES DU PORT DE PÊCHE ...

LORIENT PORT DE PÊCHE

NOTICE D’EXPLOITATION

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LORIENT EU – Mars 2019 - NEX Ind.B / 106

VERSION PROVISOIRE

STATION DE TRAITEMENT DES EAUX USÉES

DU PORT DE PÊCHE – LORIENT KEROMAN

B 18/03/2019 FRA

A 01/02/2019 FRA

Révision Date Elaboration Vérification Approbation



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SOMMAIRE

PARTIE A : PRÉSENTATION GÉNÉRALE DE L’USINE ....... ............................................... 6

1. CARACTERISTIQUES DES EFFLUENTS A TRAITER .......... ...................................... 8

1.1 Origine des eaux usées................................................................................................................... 8

1.2 Principaux paramètres ................................................................................................................... 9

1.3 Charges hydrauliques et polluantes ............................................................................................... 9

2. OBJECTIFS DE TRAITEMENT ........................... ....................................................... 10

2.1 Qualité de l'effluent traité ...........................................................................................................10

2.2 Qualité des boues ........................................................................................................................10

2.3 Qualité des refus de tamisage .....................................................................................................10

2.4 Qualité de l’air ambiant à l’intérieur des locaux ..........................................................................11

PARTIE B : LA FILIÈRE EAU ......................... ..................................................................... 12

3. DESCRIPTION GENERALE DE LA FILIERE DE TRAITEMENT .. ............................. 13

4. PRETRAITEMENT ...................................................................................................... 16

4.1 Connexion sur le réseau d’eaux usées .........................................................................................16

4.2 Tamisage par tamis trommel .......................................................................................................16

4.3 Dessablage ...................................................................................................................................18

5. GESTION DES SUR-DEBITS ..................................................................................... 21

6. BASSINS TAMPONS ................................... .............................................................. 22

6.1 Description ...................................................................................................................................22

6.2 Dimensionnement ........................................................................................................................22

7. DEPHOSPHATATION PHYSICO-CHIMIQUE .................. ........................................... 24



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7.1 Principe de fonctionnement ........................................................................................................24


8. TRAITEMENT BIOLOGIQUE ............................. ........................................................ 26



8.3 Consignes d’exploitation ..............................................................................................................30

9. FILTRATION MEMBRANAIRE BIOSEP® .................... .............................................. 47

9.1 Description ...................................................................................................................................47

9.2 Choix des membranes ..................................................................................................................48

9.3 Fonctionnement ...........................................................................................................................49


10. POSTE TOUTES EAUX .............................................................................................. 76

10.1 Description ...................................................................................................................................76



PARTIE C : LA FILIÈRE BOUES........................ ................................................................. 78

11. EXTRACTION DES BOUES EN EXCES ..................... ............................................... 79



12. CENTRIFUGATION .................................................................................................... 81

12.1 Introduction .................................................................................................................................81



13. TRANSFERT VERS LE STOCKAGE ........................ ................................................. 84





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14. STOCKAGE DES BOUES DESHYDRATEES EN BENNES ......... ............................. 84



PARTIE D : FILIÈRE TRAITEMENT DE L’AIR ............ ........................................................ 86

15. DESODORISATION PAR CHARBON ACTIF .................. ........................................... 87




16. VENTILATION ....................................... ..................................................................... 89

PARTIE E : UTILITES ............................... ........................................................................... 90

17. AIR COMPRIME ......................................................................................................... 90

17.1 Description ...................................................................................................................................90


18. EAU INDUSTRIELLE ET EAU POTABLE ................... ............................................... 91



18.3 Alimentation en eau potable .......................................................................................................92


PARTIE F : SÉCURITÉ ............................... ......................................................................... 93

19. SECURITE .................................................................................................................. 93

19.1 Sécurité et risques sanitaires .......................................................................................................93

20. ANNEXE 1 ................................................................................................................ 102

20.1 Fiche de sécurité produit chimique ...........................................................................................102



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PARTIE A : PRÉSENTATION

GÉNÉRALE DE L’USINE



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INTRODUCTION :

Ce document rappelle, de façon générale, le fonctionnement de la station. Il a pour but de décrire

l’ensemble des actions PROCESS afin de piloter l’installation.

Le fonctionnement de l'automatisme est décrit dans les notices de fonctionnement.

Ce document ne traite pas de la gestion électromécanique. La maintenance des différents

équipements est détaillée à l'intérieur des notices constructeurs et demande un suivi rigoureux de la

part de l'exploitant qui en a la charge. Quelques points particuliers d’entretien peuvent cependant

apparaître dans la notice.

Les réglages pour le traitement seront déterminés pendant la période de mise en route de l’usine et

pourront être optimisés par l’exploitant en fonction de l’évolution des eaux et des boues à traiter.

Ce document comprend pour l'ensemble des postes de la station :

- les principales caractéristiques des ouvrages et des équipements,

- les consignes de réglage de chaque atelier au niveau de la supervision,

- la démarche à suivre pour le calcul et le réglage des paramètres, des consignes,

- le suivi de l'atelier au niveau procédé pour certains équipements ou instrumentations,

- le fonctionnement de l’automatisme dans les cas particuliers.



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1. Caractéristiques des effluents à traiter

Les données de base des charges polluantes à prendre en compte sur la station d'épuration sont

définies dans le Cahier des Clauses Techniques Particulières par les paramètres qui suivent.

1.1 Origine des eaux usées

La station à construire est dimensionnée pour répondre aux besoins de la situation de pointe

suivante :

Paramètres Démarrage Long Terme De pointe

Volume m3/semaine de pointe 10 520

Volume m3/jour 401 902 1 502

Volume m3/jour de pointe 2760

DCO kgDCO/jour 413 929 1 548

DCO kgDCO/semaine de pointe 10 836

Nombre équivalents habitants éq/hab(1) 2 180 6 190 10 310

(1) estimé sur la base de 150 gDCO/EH/j.

DCO kgDBO5/jour 172 388 646

DCO kgDBO5/semaine de pointe 4 524

Nombre équivalents habitants éq/hab(2) 2 866 6 466 10 771

(2) estimé sur la base de 60 gDBO5/EH/j.



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1.2 Principaux paramètres

Chlorures

La teneur en chlorures est estimée en situation de pointe de charge à 11,9 g/l, apportés par la matière

première au contact de l’eau dans les procédés de fabrication. Pour le dimensionnement nous avons

considéré 12 g/l en moyenne hebdomadaire.

Afin d’évaluer la concentration de chlorure dans l’eau brute, un ensemble de sondes de conductivité

de type inductif sont installées au niveau des prétraitements. Elles permettent d’une part un suivi en

continu de ces concentrations et d’autre part, une régulation de façon à lisser le taux de chlorure dans

les bassins.

1.3 Charges hydrauliques et polluantes

Charges hydrauliques nominales

Les charges hydrauliques nominales sont de :

� 10 520 m3/semaine en pointe (entrée et sortie de station),

� 380 m3/h en pointe horaire en entrée de station.

Charges polluantes nominales

Paramètre Total

DCO (kg O2/sem) 10836

DBO5 (kg O2/sem) 4524

MES (kg/sem) 2314

Azote (kg N/sem) 894

Phosphore (kg P/sem) 147



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2. Objectifs de traitement

2.1 Qualité de l'effluent traité

L'installation est conçue de façon à obtenir les qualités d'effluents rejetés suivantes :

Paramètres

Concentration maximale Échantillon moyen journalier

DBO5 12 mg/l

Sur 24 heures DCO 90 mg/l

MES 10 mg/l

NH4+ 3 mg/l

Moyennes mensuelles NGL 15 mg/l

PT 1 mg/l

E.Coli < 102 /100 ml(1) Prélèvements ponctuels

(1)La teneur en E.Coli de l’effluent est inférieure à 1.106 E.Coli/100 ml

2.2 Qualité des boues

Production de boues retenue pour le calcul des installations : 4 270 kg de MS /sem

Le fonctionnement des installations est prévu 20 h/sem en période de pointe pour la situation

nominale.

L’objectif de qualité des boues produites est d’obtenir une siccité finale de 18 % en sortie de la

centrifugeuse.

2.3 Qualité des refus de tamisage

L’objectif de qualité des déchets de tamisage est d’obtenir une siccité finale de 30 % +/-5 et une

réduction de volume de 50 %.



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2.4 Qualité de l’air ambiant à l’intérieur des locaux

Les confinements et la ventilation sont conçus de façon à assurer, dans les locaux et ouvrages où peut

accéder le personnel, des conditions de concentration strictement inférieures, en toutes circonstances,

aux valeurs limites réglementaires : valeur moyenne d’exposition (VME), dans les zones accessibles en

permanence au personnel.

La désodorisation des locaux permettra d’atteindre les garanties d’air traité suivantes :

Paramètres Unités Valeurs limites demandées au CCTP et au cahier des garanties

Hydrogène sulfuré (H2S) mg/Nm3 < 0,10

Sulfures totaux mg/Nm3 < 0,15

Mercaptans (CH3SH) mg/Nm3 < 0,05

Ammoniac (NH3) mg/Nm3 < 1,0

Amines et dérivés (CH3 NH2) mg/Nm3 < 0,10

Aldéhydes et cétones mg/Nm3 < 0,40



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Partie B : LA FILIÈRE EAU



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3. Description générale de la filière de

traitement

La filière intègre :

� Un tamisage rotatif, entrefer 1,5 mm, avec vis de compactage, sur une nouvelle arrivée gravitaire DN 400

� Un ouvrage de dessablage de 23,75 m2

� Présence faible des graisses dans l’effluent brut caractérisé chez les industriels lors de l’étude jointe au DCE

� Age de boues dans le bassin biologique en amont des membranes élevé dans toutes les situations de charge qui permet une bonne hydrolyse des graisses

� Un écrêtage avec un stockage des effluents prétraités

� Un traitement biologique avec :

Un bassin d'aération alternant les phases aérées et anoxies, dimensionné sur une charge volumique de 0,30 kgDBO5/m³, une charge massique de 0,08 kg DBO5/kg MVS/j (à 5 g/L en MVS) à la charge nominale future.

Des réacteurs membranaires BIOSEP®,

� Une bâche de perméat et d’eau industrielle

� Un canal de comptage des eaux traitées,

� Une cuve de stockage de chlorure ferrique (10 m³) pour un traitement physico-chimique du phosphore

� Un bâtiment d’exploitation avec :

Un local de commande avec bureau, supervision et laboratoire.

Des sanitaires.

Un atelier.

� Une déshydratation mécanique des boues par centrifugation,

� Un stockage des boues en bennes.

� Un poste toutes eaux et à flottants.

� Un dispositif performant de ventilation sur Charbon Actif en Grain (CAG).



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Effluent brut dégrillé 20 mm

DN 350 et DN 200

Tamisage fin3 tamis 1,5 mm

( dont 1 en secours)

Air surpressé2 compresseurs (dont 1 en

secours)

Rejet

Centrifugeusedeshydratation

Eau industrielle

Dessableur23 m2

3 réacteurs membranes

4 950 m2

Déchets ensachés

Boues deshydratées en bennes

Désodorisation sur CAG

Rejet

Ecretage

Qualité de rejetDébit : 75 m3/h max

Volume : 1512 m3/j maxDBO5 : 12 mg/lDCO : 90 mgr/lMES : 10 mgr/lNGL : 15 mgr/l

Pt: 1 mgr/lBacterio: 100 U /100 ml

Qualité Eau brute Démarrage

Eqh : 2 180 éq/hQjts : 401 m3/j Qpts : 17 m3/h

Qptp : 380 m3/hDBO5 : 172 Kg/j

Qualité Eau brute Long Terme

Eqh : 10 310 éq/hQjts : 902 m3/j

Qjtp : 2 760 m3/j Qpts : 115 m3/hQptp : 380 m3/h

DBO5 : 646 Kg/j

Qptp : 380 m3/h

Restitution2 x 2 pompes

(dont 2 en secours)

débitmétre

Bache d’eau traitée

Aérée/anoxieVolume = 2 000 m3

Chlorure ferrique

Recirculation

Poste toutes eaux

Boues en excés

Qptp : 305 m3/h

Bassins tamponVolume : 2 x 1 200 m3

Canal de comptage venturi

Débitmétre

Débitmétre

Air surpressé

Qptp : 75 m3/h

QR : 3 x 100 m3/h

Qptp : 75 m3/h

Qptp : 3 x 125 m3/h débitmétre

débitmétre

Trop plein

débitmétre

Acide citriqueEau de javel

Polymére

Sables



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Consignes générales d’exploitation

Chaque jour, l'exploitant doit faire un tour complet de l'installation afin de s'assurer du bon

fonctionnement de l'usine. L'automatisme ne peut remplacer l’œil et l'oreille humaine. Il doit visualiser

l'ensemble des process en fonctionnement (détection d'anomalies) et écouter fonctionner chaque

équipement (détection de bruits anormaux ...).

L'exploitant doit analyser l'ensemble des messages opérateurs ainsi que les tableaux journaliers.

L'ensemble de ces informations doit être consigné (cahiers d’exploitation, bordereau de tournées

d’exploitation ...) ainsi que les causes et les actions mises en œuvre.

L'exploitant doit maintenir l'ensemble des équipements, ainsi que l'installation, le plus propre possible.

Il doit suivre les consignes des fournisseurs pour l'entretien des équipements et contrôler

régulièrement tous les capteurs. Il doit également tenir à jour un cahier de maintenance.

Les fréquences des actions d’exploitation sont données à titre indicatif dans la notice d’exploitation.

L’exploitant sera amené à les affiner suivant les conditions d’exploitation de l’installation et de son

savoir-faire.



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4. PRETRAITEMENT

4.1 Connexion sur le réseau d’eaux usées

L’arrivée des effluents s’effectue par pompage depuis 2 postes implantés sur le réseau et refoulant

dans deux conduites de refoulement en PEHD DN350/290,4 et DN 200/184 mm. Les effluents auront

été préalablement dégrillés (maille 20 mm) afin de protéger les pompes disposées sur le réseau.

Le débit maximal attendu est de 380 m3/h.

4.2 Tamisage par tamis trommel

Cette étape de traitement est fiabilisée par la mise en œuvre en amont d’une étape de dégrillage

grossier et elle permet de protéger efficacement également la filière membranaire.

Les effluents arrivant sur la station d’épuration doivent subir des prétraitements destinés à retenir les

éléments les plus encombrants, les sables et les graisses.

Notre projet prévoit l’installation de prétraitements automatisés qui tamisent les effluents à 1,5 mm,

permettant un excellent dégrillage, et une récupération des sables et des graisses au moins

équivalente à celle des prétraitements classiques.

Les avantages de cet équipement sont de plusieurs ordres :

• Une automatisation totale, évitant toute manutention (hormis la pose et la dépose des sacs à

déchets)

• Un nettoyage périodique de la grille avec évacuation de tous les dégrillats captés

• Une siccité accrue des déchets grâce à l’essorage

• Une limitation de volume des déchets grâce au compactage

• Une manutention simple des sacs à déchets

Le tamis proposé est un tamis rotatif à alimentation interne constitués d’un tambour perforé muni

d’une vis de transport interne qui évacue les refus séparées du tambour en Duplex. L’effluent est filtré

à travers les perforations aménagées dans le tambour. Afin d’empêcher le colmatage des perforations

du tambour, les filtres sont munis d’une brosse rotative et d’un système de lavage à l’eau industrielle.

Les matériaux en contact avec l’effluent sont prévus en Duplex.

Les refus de tamisage récupérés sur les tamis rotatif tombent directement par gravité dans une presse

à vis. Les déchets après compactage sont ensuite ensachés et stockés dans une poubelle située sous la

passerelle d’accès aux tamis dont le toit fait office de passerelle d’accès. Un local fermé et désodorisé

abrite les poubelles dont le système d’alimentation et d’ensachage évite la diffusion des odeurs.



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4.2.1 Consignes d’exploitation

Paramètres clefs

- Le tamis rotatif est un organe vital du prétraitement, son bon fonctionnement et celui des

sondes de trop plein conditionne tout le reste de la filière puisque aucun effluent ne peut être

admis dans le bassin biologique s’il est bipassé.

- Les temporisations de marche et d’arrêt des lavages à l’eau industrielle doivent être réglées

afin d’éviter le colmatage des mailles fines. Un entretien périodique extérieur permet de

s’assurer des performances optimales du tamis.

Le bon fonctionnement du tamis rotatif est directement lié au bon déroulement du lavage. Le but

principal du lavage est de déboucher les perforations du tambour et de diriger les déchets vers la vis

compacteuse.

Rappel des consignes

Dans tous les cas, se référer aux Notices d’entretien des Constructeurs

Tournée de contrôle hydraulique :

- Chaque jour : Contrôler le totalisateur de débit

Tournée de contrôle laboratoire :

- 2 à 3 fois par semaine : S’assurer de la conformité des eaux brutes avec le domaine de

traitement garanti.

- Tous les 3 à 4 jours : Vérifier l’état du préleveur d’eaux brutes et vider les bidons. Nettoyer le

godet de prélèvement du préleveur automatique et les capteurs liquide. Rincer les bidons tous

les 4 jours.

Tournée de contrôle mécanique :

- Chaque jour : Contrôler les temps de marche

- Chaque jour : Contrôler l’efficacité des lavages (non détection de trop plein)

- Chaque jour : Contrôler visuellement la siccité des refus de dégrillage/tamisage.

- Chaque semaine : Contrôler au laboratoire la siccité et le taux de matières minérales des refus

de dégrillage/tamisage.



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Entretien

- Chaque semaine : Démontage des carters pour inspection

- Chaque semaine : Entretien du tamis

- Chaque semaine : Nettoyage des paniers épongeurs compacteurs

- Chaque mois : Assurer le graissage des paliers tamis rotatif et vis compacteuse

4.3 Dessablage

4.3.1 Description

Le choix de la filière de prétraitements est conditionné par le procédé de traitement retenu, en

l’occurrence le traitement membranaire.

Pour limiter le colmatage physique des membranes, en particulier les accumulations de fibres et de

solides dans les éléments de filtration, les prétraitements doivent comprendre :

• Un tamisage à 1,5 mm avec un pouvoir de coupure de 0,5 mm,

• Un dessablage, de bon rendement, jusqu’à 200 µm.

En effet, l’étape de tamisage laisse passer une partie du sable présent dans l’eau brute. Pour protéger

du sable le bassin tampon puis les membranes, il est donc nécessaire de mettre un dessableur en aval

du tamisage.

La station dispose alors d’un double étage de rétention des sables (avec les tamis rotatifs) qui garantit

un apport minimal et des risques d’abrasion très réduits sur les membranes.

4.3.2 Principe de fonctionnement

Les effluents sont traités sur le dessableur qui se caractérise par des vitesses de passage faibles,

garantes d’une évolutivité vers la fonction de dégraissage en cas de nécessité.

L’eau tamisée entre tangentiellement dans la zone de séparation cylindrique de l’ouvrage.

La zone de transition tronconique avec une forte pente conduit le sable séparé vers le puits de collecte

situé au centre de l’appareil. Il constitue le point de reprise des sables.

L’ouvrage, placé sous la plateforme d’implantation des tamis, est couvert au ras du plan d’eau et

désodorisé.



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Après aspiration par le système Air-lift (qui participe, par l’injection d’air, au décollement des matières

organiques fixées sur le sable à évacuer) les sables sont évacués dans une fosse à sables de 7 m3.

Le poste est équipé d’une canalisation de soutirage des sables et des graisses (futur) afin de faciliter

l’évacuation par hydrocureur et de les transporter sur une filière extérieure.

En sortie du dessableur, les effluents prétraités rejoignent gravitairement le traitement biologique ou

les bassins tampon via trois conduites aériennes.

Suivi de la conductivité :

Afin d’évaluer la concentration en chlorures dans l’eau tamisée, une sonde de conductivité est mise en

place au niveau du bassin d’aération. Elle permet un suivi en continu. Elle constitue un outil

intéressant pour le diagnostic de fonctionnement de l’installation et permet d’asservir l’alimentation

du bassin à l’évolution de ce paramètre, indépendamment de la régulation hydraulique.

4.3.3 Dimensionnement

Paramètres Unité Charge nominale

Surface m² 23,75

Diamètre m 5,50

Volume total m3 67

Fonctionnement en situation nominale

Débit de pointe m3/h 380

Vitesse ascensionnelle en pointe m/h 16

Temps de séjour min. 11,3



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4.3.4 Consignes d’exploitation

Paramètres clefs

En fonction de la quantité de sable déposé, le système d’extraction doit extraire l’intégralité de cette

quantité. Il faut veiller à ce que le circuit ne se bouche pas lorsque les quantités de sables sont

importantes en entrée d’ouvrage. Le casse siphon doit être périodiquement contrôler afin d’éviter un

remplissage continu du stockeur/épaississeur.

Des prélèvements périodiques des sables stockés et des analyses de siccités permettront d’affiner la

fréquence d’évacuation du stockage



Tournée de contrôle

- Chaque jour : Contrôler le fonctionnement du système d’extraction air lift et des avnnes

automatiques.

- Chaque jour : Contrôler la quantité de sables extraite du dessableur

- Chaque semaine : Contrôler le taux de capture des sables de granulométrie > à 200 µm

Entretien :

- Une fois par trimestre : Forcer l’extraction des sables pour éliminer les boues lourdes.

Un mauvais fonctionnement du dessableur peut entraîner des quantités importantes

de sables dans le bassin biologique conduisant à l’usure prématurée des membranes

par abrasion.



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5. Gestion des sur-débits

Afin de limiter les débits admis sur la filière biologique et de lisser les concentrations en chlorure, nous avons prévu un écrêtage vers un bassin tampon compartimenté.

En effet, la station est dimensionnée à partir de l’étage de traitement biologique pour pouvoir traiter un débit horaire maximum de 75 m3/h correspondant au débit de pointe sur une semaine. Le débit d’alimentation de pointe étant de 380 m3/h (« Démarrage» et » Long Terme »), il est nécessaire de réaliser un écrêtage du débit.

Un orifice calibré est placé dans le canal de sortie en aval du dessablage, dont la forme et les dimensions sont choisies de façon à réguler le débit en fonction de la charge hydraulique admissible sur le traitement biologique.

Lorsque le débit amont Q est supérieur au débit maximal admissible Q1 sur le traitement biologique, un déversoir calé au-dessus de l’orifice calibré permet le déversement du débit excédentaire Q2 vers les bassins tampon.

De même, indépendamment de cette régulation hydraulique, en cas de variation de la salinité au-delà d’un deuil paramétrable en supervision, la fermeture d’une vanne automatique privilégie la restitution du bassin tampon au dépend de l’alimentation directe.

En cas de dépassement du seuil dans le bassin d’aération, la vanne de régulation se ferme et le débit alimente l’un des deux bassins par surverse.



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6. Bassins tampons

6.1 Description

Les effluents excédentaires sont dirigés vers deux bassins tampon séparés par une cloison. D’une

capacité globale de 2 400 m3, ils permettent d’une part de compléter la possibilité de stockage des

effluents et d’autre part de lisser la concentration de chlorure sur une semaine.

Une forme de pente de 2% est réalisée en fond d’ouvrage afin d’améliorer son auto-nettoyage lors de

la vidange.

Chaque bassin est équipé :

� De deux hydroéjecteurs par bassin permettant l’homogénéisation et l’oxygénation régulière des effluents ainsi que le nettoyage du radier en fin de vidange.

� De deux pompes (dont une en secours) qui assurent le relevage des effluents à un débit variable et maximal de 75 m3/h.

� Une mesure de niveau ultrasonique complétée par un ensemble de poires de niveau.

� Une mesure de conductivité par bassin.

Une vanne murale permet la communication entre les deux bassins.

Un débitmètre au refoulement de chaque conduite permettant une vidange du stockage parfaitement

régulée en fonction de la mesure de débit des eaux brutes refoulées depuis les postes de relevage et

garantissant un débit maximal d’alimentation du biologique de 75 m3/h.

Le bassin est muni d’un trop-plein relié au milieu naturel, équipé d’une mesure de débit avec report en

supervision. (Voir chapitre « Instrumentation – Autosurveillance »)

Afin de limiter la propagation des nuisances olfactives, chaque bassin tampon est couvert et désodorisé.

6.2 Dimensionnement

Les simulations réalisées dans la note de calculs présentée ci-dessous montrent que les bassins

peuvent gérer l’ensemble du débit de pointe hebdomadaire de 10 520 m³/sem arrivant 7 jours /7 avec

une pointe de 75 m³/h au moment de la pointe journalière.



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Nous avons défini un volume fixe de 2 100 m3 environ (pieds de cuve tampon et volume d’aération) de

façon à ce qu’une variation aléatoire horaire du taux de chlorure comprise entre 5 et 20 g/l ne génère

pas de variation journalière >15%.

Ainsi, la régulation du taux de chlorures est sûre et s’effectue en parallèle et indépendamment de la

régulation hydraulique.

Le dispositif permet :

� Un écrêtage hydraulique ajustable vers le volume tampon

� Une gestion automatisée de la salinité avec un écrêtage et une restitution via le volume tampon sur détection de la conductivité corrélée à la variation du taux de chlorures dans le traitement biologique.

En cas de défaut sur l’instrumentation, la gestion sans automatisme de la salinité et de l’hydraulique

restera opérationnelle avec un transfert de 100% de l’effluent brut via les bassins tampon.

Paramètres Unités

Valeurs

Longueur intérieure m 14,40

Largeur intérieure m 14,40

Hauteur d’eau m 5,75

Volume unitaire m3 1 200

Volume total m3 2 400



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7. Déphosphatation physico-chimique

7.1 Principe de fonctionnement

Dans le cadre de la station d'épuration de Lorient-Keroman, il est choisi de traiter la pollution

phosphorée par précipitation simultanée.

La déphosphatation physico-chimique est une technique simple qui consiste à introduire un réactif

minéral (chlorure ferrique ou polychlorure d’aluminium) directement au niveau du bassin d'aération

ou au droit du déversoir de sortie.

L’injection est asservie au débit d’entrée dans le bassin biologique. Elle est assurée par deux pompes

doseuses dans un coffret équipé d’une détection de débit.

La boue activée fixe le fer par un phénomène d'adsorption et les réactions de complexation chimique

du phosphore se font sur la boue activée sans perturbation de son activité biologique.

Les boues chimiques produites sont constituées d'un précipité de phosphate de fer mais également

d'hydroxyde de fer. Ce dernier composé est issu d'une réaction parasite entre le chlorure ferrique ou

le polychlorure d’aluminium et les ions hydroxydes. Les réactifs alourdissent le floc biologique et

améliorent sensiblement sa décantation, ce qui rend plus fiable la séparation liquide/solide.

Une armoire de dépotage avec le réactif clairement identifiés est prévue à proximité de l’aire de

dépotage. Celle-ci est sécurisée par un caniveau relié à une cuve de sécurité, d’un volume de 2 m3

pouvant recevoir le réactif en cas d’accident au dépotage (rupture d’une conduite,...). Cette cuve en

béton, ainsi que les cuves de rétention recevront une protection contre l’agression des produits

chimiques dans le cadre du lot Génie Civil.



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7.2 Dimensionnement

� Fonctionnement avec le chlorure ferrique

Paramètres Unité Démarrage C0

Long terme C1 Nominal

Débit journalier m³/j 401 902 1502

Phosphore entrant kg/j 6,00 13,00 21,00

Phosphore garanti au rejet mg/l 1,00

Dose de FeCl3 commerciale à appliquer mg/l 98,30 110,30 114,30

Consommation journalière de FeCl3

commercial à 41% l/j 32 70 103

Volume de stockage m3 10

Temps de stockage jour 312,50 142,85 97,10



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8. Traitement biologique


Pour la phase nominale à 10 771 éq/hab, nous avons prévu un bassin d’aération de 2 000 m3.

Le traitement biologique par boues activées est de type aération prolongée dans un ouvrage type « plancher » travaillant en nitrification-dénitrification et un traitement physico-chimique du phosphore.

Dans le bassin d’aération, la pollution carbonée est assimilée par des bactéries aérobies hétérotrophes, tandis que la nitrification de l’azote réduit est assurée par des bactéries aérobies autotrophes. Ces deux familles de bactéries sont actives en présence d’oxygène dissous. En présence d'oxygène, il y a également accumulation de phosphore dans les cellules bactériennes.

Le traitement du carbone et de l’azote ont lieu dans un bassin unique par aération syncopée :

� Aération : utilisation de l’oxygène de l’air par les bactéries pour consommer la matière organique et nitrifier l’ammonium (passage de NH4

+ à NO3-).

� Arrêt de l’aération ou phase anoxie : utilisation de l’oxygène présent dans les nitrates par les bactéries pour consommer la matière organique et libération d’azote gazeux à l’atmosphère.

Ce système a l'avantage :

� D’éviter l'utilisation d'une source auxiliaire de carbone (méthanol par exemple).

� De récupérer l'oxygène des nitrates pour l'oxydation d'une partie des matières carbonées (réutilisation de l'oxygène dépensé pour la nitrification).

� D’offrir d'excellents rendements pour le traitement de l'azote global.

L'aération est assurée par insufflation fines bulles en fond d’ouvrage, technique présentant les avantages suivants :

� Meilleurs rendements d’oxydation.

� Limitation de la propagation des bruits et des aérosols.

� Réduction de la consommation énergétique.

� Maintenance minimale.

Les 6 raquettes de diffuseurs d’air installées dans le fond du bassin sont relevables indépendamment l’une de l’autre sans vidanger l’ouvrage, ce qui en facilite la maintenance et permet de maintenir un apport d’air minimum lors de l’intervention sur l’une des raquettes.



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Elles sont dimensionnées pour permettre un fonctionnement à N-1 raquettes. Cela signifie que lors de l’arrêt d’une raquette, l’ensemble du débit peut passer sur seulement 5 raquettes, assurant ainsi lors de la maintenance une très bonne qualité de traitement.

De plus, à l'extrémité de chaque raquette immergée nous avons prévu une vanne de purge équipée d'une rallonge. Nous nous engageons à intégrer vos propres retours d’exploitation dans l’hypothèse où vous souhaiteriez des adaptations par rapport à ces dispositions.

Les compresseurs sont prévus avec variation de vitesse pour une meilleure adaptation des apports en oxygène aux variations de la pollution entrante. Ils sont installés dans un local insonorisé indépendant du bâtiment d’exploitation.

L’agitation est assurée par deux agitateurs rapides dans le bassin qui permettent:

� D’améliorer le rendement de dissolution de l’oxygène dans l’effluent.

� De mettre en circulation la liqueur mixte afin de réaliser une parfaite homogénéisation.

� D’homogénéiser la biomasse.

� De sécuriser le fonctionnement en cas de panne d’un des deux agitateurs.

Surpresseurs d’air :

Une mesure de température ainsi qu’une mesure de pression sont installées sur le refoulement. Ces équipements garantissent un contrôle permanent de l’état du réseau, tant des rampes que des surpresseurs. Par exemple, une augmentation de la pression au refoulement sera une alerte de colmatage excessif des rampes. Le capotage se démonte très facilement et l’accès aux différentes parties mécaniques est aisé.

Le bassin d’aération est équipé de :

� 1 sonde de mesure O2 dissous,

� 1 sonde de mesure du potentiel redox,

� 1 sonde de mesure de conductivité.

� 1 sonde de mesure MES,

� 1 sonde de pH et de température.

� 1 sonde de mesure de niveau piézométrique.



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8.2 Dimensionnement

Caractéristiques du bassin biologique

Paramètres Unités Valeurs

Longueur intérieure m 29,15

Largeur intérieure m 12,00

Hauteur d’eau m 5,75

Volume m3 2 000

Principaux paramètres



Débit journalier m3/j 401 902 1 502

Température de dimensionnement °C 9

Age de boue retenu Jours 35 30 20

Capacité EH 2 180 6 190 10 771

Charge en DBO5 dans l’effluent kgDBO5/j 172,30 387,70 646,30

Charge massique appliquée kgDBO5/kgMVS.j 0,055 0,061 0,082

Charge volumique appliquée kgDBO5/m3.j 0,081 0,183 0,305

Concentration en MES bassin biologique g/l 2,40 4,70 5,70

Concentration en MES cuves membranes g/l 3,00 5,90 7,10



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Demande en oxygène : Calcul des consommations globales



Besoins cellulaire kg O2/j 284 628 980

Besoins nitrification kg O2/j 117 260 408

O2 récupéré par la dénitrification kg O2/j 70 155 242

O2 apport membranes kg O2/j 49 110 177

Besoins totaux (eau usée) kg O2/j 282 623 969

Dispositif d'aération



QO2 (eau usée) kg O2/j 283 622 969

QO2 horaire à fournir (eau usée) kg O2/h 85,75 86,40 80,75

Nombre d’heures u 3,30 7,20 12,00

Coefficient de transfert en eau claire - 0,46 0,46 0,43

Q02 horaire (eau claire) kg O2/h 188,00

Taux de transfert d’oxygène % 27,50

Débit d’air à fournir Nm3/h 2 280

Débit d’air par diffuseur Nm3/h 6,00

Débit d’air par diffuseur en N-1 Nm3/h 7,12

Nombre de diffuseurs par rampe u 64

Nombre de rampes u 6



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8.3 Consignes d’exploitation

8.3.1 Bassin d’aération

Opération de maintenance sur rampe d’aération :

Pour accéder aux raquettes, il faut manutentionner les raquettes avec une grue grâce à un palonnier

stocké sur le site.

Le supportage est adapté pour relever les raquettes, bassin plein. Les vannes d’isolement et de purge

sont accessibles au-dessus de l'ouvrage.

Ci-dessous deux photos présentant la pose des raquettes. Il s’agit d’une opération très ponctuelle.

Soulèvement d’une raquette Installation de la raquette

par grutage Opérateur placé côté vannes



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Paramètres clefs

Les paramètres suivants sont à suivre indispensablement de manière journalière pour assurer un bon

fonctionnement de l’installation.

2 fois par semaine : Contrôler le taux de boue

Il s’agit de la concentration en boues du bassin. Deux méthodes existent pour le mesurer :

- En g/l de MES (unité préférentiellement utilisée). Les Matières En Suspension correspondent

aux matières organiques et minérales en suspension. Elles sont mesurées par le résidu sec

après centrifugation des boues et séchage à 105°C sans tenir compte des matières dissoutes,

rapporté au volume de boue;

Ou

- en g/l de MS. Les Matières Sèches prennent en compte les Matières En Suspension et les

Matières Dissoutes, qu’il s’agisse de matières organiques ou minérales. La concentration en

MS correspond à la masse restant après séchage des boues à 105 °C, rapportée au volume de

boue.

Et ponctuellement :

- en g/l deMV. Les Matières Volatiles correspondent à la part organique des matières sèches. La

concentration en MV correspond à la masse enlevée après combustion à 550 °C, rapportée au

volume de boue.

1 fois par mois : Contrôler la DCO du surnageant

• Une concentration < 4 g/L des boues est néfaste à la dénitrification et

peut pénaliser le traitement des boues (mauvais rendement de

centrifugation)

• Une concentration > 11 g/l diminue la filtrabilité de la liqueur mixte et

peut entraîner la prise en masse et/ou le colmatage des fibres

membranaires. Une concentration trop importante peut également

entrainer des difficultés d’oxygénation



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Afin de caractériser le pouvoir colmatant de la boue, il est intéressant de suivre en plus du taux de

boue la DCO du surnageant pour prévenir de tout biofilm sur les membranes.

• 2 fois par semaine : Contrôler l’âge de boues (consigne entre 20 et 40 jours)

L’âge de boue G (en jours) correspond au temps de résidence hydraulique de la boue dans le bassin

biologique. Il est le rapport de la masse de boue présente dans le système et des purges de boues

exprimées en masse journalière. Ce calcul doit être effectué sur une durée suffisamment longue (de

l’ordre d’un âge de boue).

S’il y a variation des concentrations de boues dans le bassin sur la période utilisée pour le calcul, il faut

en tenir compte.

( )∑

=

+=

n

iii

fo

CQ

CCVxG

0

.

2/

avec :

• V = volume des bassins biologiques (m3) x n

• n = durée sur laquelle s’effectue le calcul (en jours)

• Co = taux de boue le premier jour de la période utilisée pour le calcul (gMES/L)

• Cf = taux de boue le dernier jour de la période utilisée pour le calcul (gMES/L)

• Qi = volume journalier extrait le jour i (m3/j)

• Ci = taux de boue extraite le jour i (gMES/L).

En approximation courante (en supposant la concentration stable dans le temps) on utilisera la

formule suivante :

Q

VG =

Avec :

• V = volume des bassins biologiques (m3)

• Q = volume extrait sur la période (m3)



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On retiendra qu’une évacuation régulière des boues produites par la station est une condition

impérative de bon fonctionnement. Une station qu’on laisse s’engorger, faute de soutirage des boues

en excès, présente inévitablement, à plus ou moins brève échéance les nuisances suivantes : eau

traitée hors garanties, odeurs nauséabondes, formation de mousses, salissures des ouvrages et risques

de blocages mécaniques et surtout prise en masse des membranes et colmatage, limitant donc la

capacité de la station…

Afin de gérer l’extraction des boues, il est intéressant d’estimer la pollution entrante sur la station. Il

est donc nécessaire de calculer les deux paramètres suivant :

2 fois par semaine : Contrôler la charge massique

La charge massique est le rapport entre le poids de DBO5 éliminé journalièrement dans le bassin

d’aération et le poids de micro-organismes contenu dans le bassin.

Elle s’exprime usuellement en kg de DBO5 /kg de MVS.j

Pour des raisons de commodité, on préfère en général le rapporter au taux de MS.

2 fois par semaine : Contrôler la charge volumique

La charge volumique est le rapport entre le poids de DBO5 éliminé quotidiennement dans le bassin

d’aération et le volume du bassin d’aération.

Des purges de boue du BIOSEP doivent être effectuées systématiquement afin d’éliminer

les boues en excès

Pour éviter l’accumulation de matières colmatantes dans le bassin biologique, il est

recommandé de travailler avec un âge de boue entre 20 (minimum pour la nitrification)

et 40 jours.



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Elle s’exprime usuellement en kg de DBO5/m3.

Chaque jour : contrôler la température

• L’activité biologique dans le bassin d’aération entraîne une augmentation de

température de l’ordre de 5°C (à ajuster selon la DCO). Trois critères encadrent la

température du bassin de boues activées :

• La température dans le bassin biologique doit être inférieure à 40°C pour préserver

l’intégrité des membranes.

• En deçà de 12°C, le paramètre de filtrabilité sur les membranes est à suivre

quotidiennement pour adapter les conditions de fonctionnement si une dérive est

observée. En dessous de cette température, la filtrabilité est moins bonne du fait de la

viscosité de l’eau. Les actions préventives peuvent être : de réduire les flux sur les

membranes, de réduire la concentration dans le bassin biologique (extraire des

boues), augmenter les temps de relaxation des membranes, effectuer des lavages plus

rapprochés.

Il est à noter que la température a un très grand impact sur les vitesses de nitrification et de

dénitrification, et donc sur le traitement biologique de la station.

Une fois par semaine : Vérifier le ratio des nutriments DBO5/N/P

Pour éliminer la pollution, les bactéries ont besoin d’azote et de phosphore en quantités suffisantes

par rapport à la DCO à éliminer, pour leur développement. Vérifier ces ratios en cas de mauvais

résultats en DCO, DBO5.

2 fois par semaine : Relever le pH dans les bassins d’aération

Il conditionne la survie de la biomasse et pourra permettre d’identifier une pollution, ou une

modification de la qualité de l’effluent.

2 fois par semaine : faire un test de filtrabilité des boues activées des bassins d’aération

L’évolution suivie du temps de filtration de la boue activée pour atteindre 100 ml d’eau claire est un

indicateur très précis du comportement des membranes. A dépression de 500 mbar, elle doit être

inférieur à 300 secondes.



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1 fois par semaine : Analyser les paramètres chimiques suivants dans les eaux brutes et les

eaux traitées :

- Demande Biologique en Oxygène sur cinq jours ou DBO5 exprimée en mg/l de O2

- NTK et NGL

- Ammoniac exprimée en N-NH4

- Nitrite exprimés en N-NO2

- Nitrates exprimés en N-NO3

- Phosphore total exprimé en P-PO4

- Et orthophosphate exprimés en PO4

2 fois par semaine : Analyser les paramètres chimiques suivants dans les eaux brutes et les

eaux traitées :

- Demande Chimique en Oxygène DCO exprimée en mg/l de O2

- Les Matières Sèches MS en g/L

- Les chlorures dans l’eau traitée

1 fois par mois : Analyser les paramètres bactériologiques suivants dans les eaux traitées :

- Salmonelles, Entérocoques, E Coli, Entérovirus et Œufs d’Helminthes

A partir des analyses, plusieurs calculs doivent être effectués pour suivre le fonctionnement du

procédé. Ils tiennent comptent du débit journalier entrant exprimé en m3/J (Q) et de la concentration

exprimée en mg/l (C)

Paramètres MES

- Charge entrante (kg/j) = Q * Ce

- Charge sortante (kg/j) = Q * Cs

Rendement d'élimination (%) = 100 * (charge entrante - charge sortante) / charge entrante = 100 * (1

– Cs / Ce )



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Paramètre DCO



Rendement d'élimination (%) = 100 * (charge entrante - charge sortante) / charge entrante = 100 * (1

– Cs / Ce )

Paramètre NTK pour la nitrification



Paramètre N-NO3 pour la dénitrification

- Charge entrante (kg/j) = Charge nitrifiée * TR / (TR + 1)

Avec TR = Taux de recirculation


Rendement de dénitrification théorique (%) = 100 x TR / (TR + 1)

Rendement de dénitrification réel (%) = 100 x Charge dénitrifiée / Charge entrante = (Charge nitrifiée *

TR / (TR + 1) -Q * Cs) / (Charge nitrifiée x TR / (TR + 1))



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Tableau récapitulatif des paramètres conduisant au bon pilotage d’une boue activée

Paramètre Valeurs guides

Taux de Boue < 10 g/L de MS – 6 g/L en moyenne

Charge massique ~ 0.025 kgDBO5/kgMS/j

Rapport MVS / MS (%) 62 – 70 %

Age de boue 20 – 40 jours

T bassin 12°C < T des bassins d’aération < 25°C

PH 6.5 < pH < 8.5

Nutriments DBO/N/P : 100 / 3.5 / 0.7 (ratio classique en faible charge)

(Le ratio 100 / 5 / 1 n’est utilisé qu’en forte et moyenne charge)

Test de filtrabilité Sous vide à -500 mbars et sur filtre de 100 mm, temps inférieur à

300 s pour filtrer 100 ml de boues



- Chaque jour : Contrôler les courbes

- 1 fois par semaine : Vérifier les ratios de nutriments.

Entretien

- Chaque semaine : Vérifier le bon fonctionnement des sondes piézométriques et des poires de

niveau très haut et les nettoyer.

- Chaque semaine : Nettoyer les sondes de mesure (NO3, NH4, O2, Rédox)

- Chaque semaine : Etalonnage des sondes de mesure

- 2 fois par an : Intervertir manuellement la répartition 1/3 & 2/3 des vannes de recirculation

Biosep vers biologique anaérobie en saison/hors saison.

- 2 fois par an : Contrôler les agitateurs et la présence de filasse.

- 1 fois par an : Vidange d’huile agitateurs



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8.3.2 Gestion de la déphosphatation

Paramètres clefs

• Le réglage de la déphosphatation tient essentiellement au suivi analytique effectué

régulièrement (analyse du phosphore total de l’eau brute, de l’eau traitée,

rendements d’élimination) et au suivi de la consommation de réactif

(approvisionnement, débit des pompes).

• Le tableau ci-dessous présente un moyen rapide de calculer le volume de chlorure

ferrique nécessaire à la déphosphatation physico-chimique :

• Calcul du taux de chlorure pour la déphosphatation

Abréviation Description Unité Formule de calcul

P à éliminer Phosphore à éliminer Kg/j = P-PO4 mesuré en sortie – P-PO4 visés en

sortie

Fe3+ nécessaire Masse de fer nécessaire Kg/j = P à éliminer / 31 * 1,175(1) * 55,8

Chlorure ferrique

nécessaire

Volume de chlorure

ferrique nécessaire

l/j = Fe3+ nécessaire / (41 * 1,4(2)) * 100

BP physico

chimique

Boues produites physico-

chimiques

Kg/j = 5,5 * P à éliminer

BP totales Boues produites totales Kg/j = BP bio + BP physico chimique

(1) Rapport molaire Fe / P considéré pour la déphosphatation physico-chimique

(2) Teneur en fer de la solution commerciale de chlorure ferrique

Attention à ne pas surdoser le chlorure ferrique, qui peut avoir des

influences néfastes sur toute la chaîne de traitement s’il est surdosé

(surconsommation du TAC, production de boue plus importante,…).

Une bonne gestion du chlorure ferrique s’inscrit de plus dans la

maîtrise des coûts d’exploitation



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- Chaque jour : Contrôler la rétention et vidanger une fois par semaine

- Chaque jour : contrôler l’absence de fuites dans les coffrets, le niveau dans la cuve de réactif.

Anticiper la commande de renouvellement si proche du niveau bas.

- Chaque dépotage : Ajuster si nécessaire les paramètres en supervision susceptibles d’évoluer

au cours du temps (caractéristique du produit, débit de la pompe doseuse, fréquence

d’injection …)

Entretien

- Si modification : Le changement de position du vernier ne s’effectue que lorsque la pompe est

en fonctionnement

- Chaque semaine : Contrôler la présence d’eau dans la mise en charge du trop plein de la cuve

- Chaque mois : Nettoyer les clapets des pompes

- Chaque mois : Vérifier l’étalonnage des pompes

Que faire en cas de disfonctionnement ?

Le phosphore en sortie est supérieur au niveau requis :

- Vérifier les MES en sortie (faire du phosphore particulaire)

- Vérifier la quantité de phosphore à éliminer,

- Vérifier l’injection de chlorure ferrique, si tout est correct augmenter progressivement le

rapport molaire Fe / P (ce rapport ne doit cependant pas dépasser 1,4),

- Equilibrer la répartition de la recirculation.

Les orthophosphates en sortie sont inférieurs à 0,2 mg/l

- Vérifier les consignes d’injection de chlorure ferrique, les corriger de manière à obtenir une

valeur en sortie de l’ordre de 0,8 mg/l.

• Une attention toute particulière sur les P-PO4 en sortie sera portée

de manière à ne pas être inférieure à 0.2 mg/l (valeur limitante pour

la synthèse bactérienne).



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8.3.3 Gestion de l’aération

2 surpresseurs sont dédiés à l’aération du bassin biologique. Une machine supplémentaire est installée

en secours commun Biosep et Biologique. Sur défaut d’un surpresseur, l’équipement de secours est

affecté par l’opérateur en supervision à la file correspondante et par vannage dans le local.

Le temps de fonctionnement d’un surpresseur d’air sera de 12 h/24h à la charge nominale.

Paramètres clefs

L’aération peut se faire selon 3 modes différents :

- Redox : Avec une électrode de référence au chlorure d’argent. Les redox sont généralement

compris entre –50 et 150 mV (± 30 mV). Il détermine les durées moyennes des cycles

d’aération. Ces consignes sont donc à ajuster selon la nature de l’effluent ou du degré de

stabilisation de la boue. L’ajustement des consignes se fera en suivant les valeurs de N-NH4 et

N-NO3 en sortie.

En cas d’encrassement de la sonde, des tempos « vigiles » empêchent les périodes de marche ou

d’arrêt trop longues ou trop courtes.

− Oxygène dissous : Il existe une concentration minimale pour assurer l’élimination de la

pollution carbonée et la nitrification. En dénitrification, l’oxygène dissous doit être quasiment

nul.

− Horloge : Un mode dégradé des modes précédents. Table de fonctionnement horaire arrêt

réglables (mode secours en cas de panne des signaux analogiques).

Paramètre Valeurs guides

Oxygène dissous En phase aérée : 1.5 < O2 dissous < 2 mg/L

En phase anoxique : O2 dissous< 0.2 mg/L

Redox

En phase aérée : Redox < + 170 mV

En phase anoxique : Redox aux environs de - 10 mV

Un écart trop faible entre les bornes min & max peut induire des cycles mal adaptés.

Le séquençage des phases d’aération et d’anoxie par temporisations vigiles

maximales ou minimales des phases est un signe de mauvais réglage de la régulation



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- Chaque jour : Contrôler les courbes redox et O2

- Chaque jour : Contrôler les temps de marche journalier des surpresseurs et le nombre de

démarrage par heure.

- Chaque semaine : Suivre les pressions de refoulement pour chaque surpresseur (détection de

colmatage).

Entretien

- Chaque semaine : Purger les rampes et le collecteur d’amenée,

- Chaque mois : Exercer le maillage et le fonctionnement du surpresseur de secours,

- Chaque année : Contrôler les rampes

Que faire en cas de disfonctionnement ?

Consignes de réglage des bassins biologique :

Paramètres d’exploitation Réglages à effectuer

Charge massique

Si Cm < 0.02

Charge massique très faible, aération continue diminution du poids

de boue dans le bassin biologique.

Charge massique

Si Cm > 0.1

Il faut augmenter l’aération, ainsi que la masse active en MS de la

boue activée. Ce stade ne doit pas persister sous peine de

disfonctionnement biologique.

Age de boues 20 < G < 40 Si G < 25 jours



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Il faut réduire le débit d’extraction des boues au risque de perdre la

nitrification

T° > 12 °C

Si T < 10°C

Les cinétiques de nitrification sont ralenties et les capacités filtrantes

des membranes réduites

Réduire les flux sur les membranes, réduire la concentration dans le

bassin biologique (extraire des boues), augmenter les temps de

relaxation des membranes, effectuer des lavages plus rapprochés.

4 < MS < 10

Si MS < 4 g/l

Dysfonctionnement traitement des boues.

Si MS > 10 g/l

Risque de colmatage des membranes et difficulté d’oxygénation.

MS # 6 g/L

Agitateurs bassins Vérifier le fonctionnement continu des agitateurs

Augmentation de la DCO

• Vérifier la fourchette des caractéristiques de l’eau brute en entrée (charge + pH)

• Vérifier que les besoins en air sont satisfaits : état des sondes, fonctionnement du

surpresseur (Q), Oxygène dans le bassin, évolution du redox. Si les besoins ne sont

pas satisfaits, on observera également une augmentation de la DBO5 en sortie.

• Vérifier que les MES n’ont pas augmenté et se reporter à la partie MES si c’est le

cas…

• En cas d’accident d’une DCO de sortie élevée, avec une concentration en O2 élevée

dans les bassins, on peut craindre l’effet d’un toxique ou d’un inhibiteur. S’il s’agit

d’un problème récurent, rechercher sur le réseau et par une analyse spécifique labo

des toxiques connus. Attention, une dégradation du traitement bactériologique

induit une dégradation corrélée de la filtration (liquide interstitiel de mauvaise

qualité).

• En cas de dépassement DCO en sortie sur le long terme, on pourra faire une DCO

dure de l’effluent brut pour expliquer au client que cette partie de la DCO n’est pas

traitable dans la boue activée du BIOSEP.



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Augmentation de la MES en sortie

• Vérifier le bon fonctionnement des sondes NTU.

• Vérifier si des membranes ne sont pas endommagées (fibres cassées ou

délamination)

Défaillance de la nitrification

Symptômes :

• Le niveau de NH4 en sortie d’usine est hors garantie. Et/ou

• Le niveau du NT est hors garantie avec un niveau de N-NH4 élevé.

A confirmer sur 2-3 jours supplémentaires. (validation de l’analyse)

• Vérifier l’âge de boue : Il doit être suffisant pour nitrifier (G>18 jours à 20°C)

• Vérifier l’aération :

• pas de dysfonctionnement sur les équipements (surpresseur/grille d’aération)

• Si régulation Rédox, la sonde doit être grattée ou ré-étalonnée une fois par semaine

• Si régulation O2 la sonde O2 doit être contrôlée et correctement étalonnée

• Si pas de dysfonctionnement du système d’aération, sonde Rédox ou O2 correcte,

changer les paramètres de réglage. Pour Rédox, augmenter la consigne de 10 mV

(haute et basse) voir Doc Tech. Pour O2, remonter la consigne de 0.5 à 1 mg/l en

fonction de l’écart entre le niveau de NH4 obtenu et le niveau demandé.

• Vérifier l’apport de TAC

• Vérifier le TAC de sortie ; doit être supérieur à 5 °F

• Si TAC inférieur à 5 °F, envisager un apport de TAC.

• Vérifier la concentration de boues dans le bassin. Elle doit être comprise entre 4 et

10 g/L ; ne doit pas dépasser 11 g/l au contact des membranes.

• Vérifier la charge Appliquée

• Vérifier les charges appliquées en Azote, mais aussi en Carbone

• Si possibilité d’une mesure de NH4 en continue en sortie, vérifier la variabilité au

cours de la journée. (détection d’une pointe de charge, d’un apport extérieur mal

tamponné………)



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• Vérifier le phosphore

• Vérifier que le P-PO4 mesuré dans le liquide interstitiel est supérieur à 0.5 mg/l

Défaillance de la dénitrification

Symptômes :

Le niveau NGL est supérieur à la norme, avec un niveau de N-NH4 correct (2-3 mg/l) ; le niveau de

NO3 en sortie d’usine doit être réduit.

A confirmer sur 2-3 jours supplémentaires. (validation de l’analyse)

• Vérifier l’aération : Eviter la sur-aération

• Si régulation Redox, la sonde doit être grattée ou ré-étalonnée

• Si régulation O2 (cas possible si 2 cuves) la sonde O2 doit être contrôlée et

correctement étalonnée

• Si pas de dysfonctionnement du système d’aération, sonde Redox ou O2 correcte,

changer les paramètres de réglage. Pour Redox, réduire la consigne de 10 mV (voir

Doc Tech). Pour O2, réduire la consigne de 0.5 à 1 mg/l en fonction de l’écart entre le

niveau de NO3 obtenu et le niveau nécessaire pour obtenir le NT demandé.

• Vérifier le phosphore

• Vérifier que le P-PO4 mesuré dans le liquide interstitiel est supérieur à 0.5 mg/l

• Vérifier la concentration de boues dans le bassin

• Doit être comprise entre 4 et 10 g/l ; Une concentration de boues trop faible va

favoriser le transfert d’O2 et réduire alors la dénitrification

• Si concentration < à 4 g/l, réduire les extractions de boues

• Vérifier le ratio DCO/N

• C’est l’élément moteur de la Dénitrification. Vérifier que ce ratio est au moins

supérieur à 10 avec une part de DCO soluble d’environ 25-30 %.

• Le BIOSEP étant un procédé à forte charge Volumique (temps de séjour hydraulique

faible par rapport à un procédé par BA à même charge massique), il peut être

important de réaliser des profils horaires sur l’eau d’alimentation du BIOSEP sur les

paramètres suivants



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• DCO totale, DCO soluble, NK et N-NH4 ; on peut en effet avoir un ratio moyen

journalier correct, mais des déficiences sur certaines heures de la journée.

• Moussage sur le bassin biologique

Il existe plusieurs types de mousses :

Mousse de détergents : Apparaît avec les facteurs suivants :

• Diminution des matières solides en suspension dans la liqueur d’aération

• Augmentation de l’aération

• Elévation de la température atmosphérique.

• Concentrations de détergent supérieures à 4 mg/l

Ce type de mousse se rabat facilement au jet. On peut également appliquer de l’antimousse en

petite quantité sur la surface du bassin.

Mousses due à la biodégradabilité de certains types de détergents

• Type de mousse, épaisse, grasse, à l’aspect crémeux,

• Lié à l’emploi de détergents qui ont la propriété de dissoudre partiellement les

graisses, lesquelles viennent s’épaissir et faire flotter la mousse produite par

l’aération.

Ce type de mousse est plus difficile à traiter, il est lié le plus souvent à des temps de séjour trop longs

dans les bassins (cas des stations sous-chargées, ou des périodes nocturnes avec débits très

faibles…).

En général, sur un Biosep ERI, les mousses sont liées à des détergents en fonction du type d’effluent.

Il existe deux solutions de traitement :

• injection d’anti-mousse, dans ce cas il faudra s’attendre à une augmentation de la

DCO. Il est parfois nécessaire de tester plusieurs anti-mousses. On essaiera de ne pas

dépasser un dosage de 50 ml/m3 par jour.

• Diminution du niveau du bassin ou l’aération. (à n’utiliser qu’en dernier recours !!)

Les moussages sont très courants en MER, quand la charge massique n’est pas respectée, ils sont

alors traités par anti-mousse.

• Vérifier le surpresseur d’air membranes.

• Vérifier l’état des aérateurs et les nettoyer si nécessaire. Sur certaines cassettes

(type a), des connecteurs peuvent être déconnectés.



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• Ajuster également le taux de boues entre 4 et 10 g/l en jouant sur les extractions.



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9. Filtration membranaire Biosep®

9.1 Description

Les membranes sont installées dans 3 cuves séparées totalement indépendantes du bassin biologique. Cette conception présente plusieurs avantages par rapport à une installation directement dans le bassin biologique :

� Une cuve membrane peut être complètement vidangée pour inspection des membranes sans intervention au niveau du bassin biologique, le traitement se poursuivant sur les autres files membranaires,

� L’air insufflé au niveau des membranes ne vient pas perturber la dénitrification au sein du bassin biologique. Le processus biologique est donc totalement maîtrisé, (le retour des liqueurs mixtes saturées en oxygène contribue à l’apport d’oxygène sans perturber la dénitrification)

� Le nettoyage exceptionnel peut se faire sur l’ensemble des cassettes d’une file sans manutention particulière en utilisant la cuve membrane comme cuve de nettoyage.

Nous avons prévu un fonctionnement possible en N-1 avec 3 cuves de filtration membranaire indépendantes.

Les cuves membranes sont alimentées par pompage depuis le bassin biologique, à l’aide de 3 pompes immergées (1 par cuve membranaire) à vitesse variable et une en caisse. La variation de débit permet de filtrer à des flux importants lors des débits de pointe, puis de laisser la membrane « récupérer » en poursuivant à des débits plus faibles.

En sortie de chaque file du réacteur à membrane, une surverse permet de renvoyer gravitairement les boues recirculées vers le bassin biologique.

La recirculation a pour objectif :

� Le maintien d’un taux de boues constant dans les cuves membranes pour conserver une concentration homogène entre le bassin biologique et les cuves membranes (absence d’accumulation de boues pour ne pas limiter le pouvoir de filtration des membranes),

� Le réensemencement en permanence du bassin biologique.

Le taux de recirculation est important par rapport à une boue activée classique (4 fois plus).

L’alimentation par pompage avec surverse pour la recirculation est la meilleure configuration pour gérer les variations de débits (alimentation / recirculation / rétrolavage) et donc faciliter la régulation.



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L’eau filtrée est envoyée vers la bâche de perméat, elle permet de disposer d’un volume de stockage d’eau traitée pour les rétrolavages, les nettoyages des membranes et les besoins en eau industrielle de l’usine. L’eau surverse ensuite vers le rejet.

Les boues en excès sont prélevées dans les réacteurs membranaires.

9.2 Choix des membranes

Dans le BIOSEP® sont installés des membranes de type fibres creuses à peau externe immergées dont le seuil de coupure se situe à la frontière de la microfiltration et de l'ultrafiltration. Ce choix est justifié par plusieurs raisons :

� Pression transmembranaire plus élevée permettant à l’opérateur de « pousser » plus fort le système quand il est encrassé et de rétrolaver énergiquement avec une meilleure récupération de la perméabilité après la pointe,

� Facilité de détection d’une fibre cassée et possibilité de remplacement ou de bouchage de la fibre, ce qui augmente la fiabilité de l’installation,

� Débit d’air de secouage des membranes plus faible qu’avec des membranes planes, d’où une réduction des consommations électriques.

Les membranes sont regroupées en fuseaux de fibres sous forme de modules qui sont montés sur un châssis appelé cassette. Chaque cassette possède un point d’extraction de l’eau traitée (également appelé perméat) et un point d’injection d’air pour l’agitation des fibres. Ces canalisations sont raccordées à un collecteur général pour l’eau traitée et à une nourrice d’air.

Fibre Module Cassette



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9.3 Fonctionnement

L'eau traitée (le perméat) est extraite aux extrémités de la cassette en créant une aspiration. La filtration est effectuée de l'extérieur vers l'intérieur des fibres sous une légère pression (inférieure à 0,5 bar) dite pression transmembranaire.

Bulles d’air

Fibr

es Tresse

Surface

filtrante

Particules

Grossissement

10 000 x



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Le maintien des performances hydrauliques est assuré par :

� Des conditions de fonctionnement "douces" (faible pression),

� Un balayage de la surface des fibres par l’air « membranes » limitant les dépôts sur les fibres,

� De courtes et régulières séquences de rétrolavages qui consistent à réinjecter l'eau traitée à l’intérieur des fibres dans le sens inverse de la filtration et maintiennent constantes les performances en filtration.

9.3.1 Séquences de fonctionnement

Le fonctionnement des cassettes nécessite la mise en œuvre de 4 séquences de fonctionnement automatiques :

� La filtration : les pompes d'extraction du perméat aspirent l'eau filtrée à travers les membranes et la renvoient vers la cuve à perméat (durée de filtration : 8 à 12 minutes),

� Le rétrolavage totalement automatisé : les pompes à perméat aspirent l'eau filtrée dans la cuve à perméat et refoulent à contre-courant dans les membranes à une pression suffisante pour éviter le colmatage des membranes, il s’agit d’une opération de nettoyage régulière (environ 6 rétrolavages par heure),

� Le dégazage : la filtration met en dépression toute une partie du circuit de perméat, ce qui favorise le phénomène de dégazage. Un systéme d’éjecteur en point haut du circuit de perméat permet d’évacuer l’air piégé dans les conduites d’eau filtrée (environ 3 dégazages par heure),

� La relaxation : cette phase consiste à arrêter provisoirement la filtration tout en maintenant l'aération membranes afin de favoriser l’élimination du gâteau de boue.

Les séquences de filtration, rétrolavage, dégazage et relaxation peuvent :

� Soit s’enchaîner dans des cycles différents : c'est ce que l'on appelle la MARCHE AUTOMATIQUE,

� Soit être réalisées individuellement sur demande opérateur : c'est ce que l'on appelle la MARCHE MANUELLE.

Durant les phases de rétrolavage, de dégazage et de relaxation, l'extraction de perméat est stoppée.

Cela se traduit par une augmentation de niveau dans le bassin biologique. Ces phases étant très

courtes, l'augmentation de niveau est très faible (quelques centimètres) et le bassin peut continuer à

être alimenté.



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9.3.2 Nettoyages

Le cycle de nettoyage également automatique, appelé nettoyage de maintenance consiste en une injection d’une solution chlorée ou acide dans les membranes. Le déclenchement des nettoyages de maintenance est automatique sur seuil de pression. Ils peuvent donc être réalisés en l’absence de l’exploitant.

Les membranes subissent également des nettoyages en profondeur, appelés nettoyages exceptionnels. Ils sont réalisés directement dans la cuve membrane.

La fréquence de ces nettoyages exceptionnels est de l'ordre de 1 à 2 fois/an. La durée d’un nettoyage exceptionnel varie de 12 à 24 heures par cassette (la durée de trempage varie en fonction de l’encrassement des membranes). Il n’est pas nécessaire d’arrêter l’installation pendant le nettoyage, le débit passant alors sur les deux autres cuves.

Un nettoyage exceptionnel est mis à profit pour réaliser une observation approfondie et un nettoyage au jet des membranes.

Il s’agit d’observer minutieusement les cassettes (état des fibres, amas de boue, présence de filasses, état des aérateurs). Toutes ces observations doivent être consignées dans un tableau de bord. On procède ensuite au lavage avec un jet d’eau à faible pression (pour ne pas endommager les fibres) et au nettoyage des aérateurs si nécessaire.

9.3.3 Maitrise et fiabilité de l’installation

La maîtrise du rendement du procédé BIOSEP® est assurée par :

� La mise en œuvre de prétraitements efficaces (tamisage fin, étape de dessablage),

� Un contrôle de l'aération du bassin d’aération par sondes redox/oxygène ou horloge sur mode de repli,

� Un contrôle de l'injection de coagulant, asservie au débit d'eau traitée,

� La mise en place d’un turbidimètre en ligne sur le circuit de perméat permettant la détection d’une rupture de membrane.



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9.3.4 Dimensionnement de l’unité de filtration

membranaire

Définition de la filtration

Le débit instantané Qf, en m3/h, ou débit de filtration correspond au débit aspiré par les pompes à perméat pendant les séquences de filtration.

Si l’on appelle Qj le débit journalier maximum moyen en m3 à traiter sur une période donnée, on peut alors définir Qnet = Qj /24 en m3/h comme étant le débit net à traiter.

Le débit de filtration est donc supérieur au débit net à traiter. Le pourcentage de temps passé en production de perméat est donc caractérisé par un rendement hydraulique Rh dépendant des durées des différentes phases des cycles et des temps de manœuvre de vannes.

De façon concrète le débit net et le débit de filtration sont donc reliés par le rendement hydraulique :

Rh = Qnet / Qfiltration

La température de fonctionnement du système de filtration a un effet majeur sur la filtrabilité. Pour rappel, le flux de perméat correspond au débit traversier par m2 de membrane. Cette valeur n’est significative que ramenée à une température donnée, car la température du fluide à une influence sur sa filtrabilité par l’intermédiaire de la viscosité de ce fluide.

Vous trouverez ci-dessous un tableau qui donne les valeurs de la viscosité en fonction de la température.

Vous constaterez que plus la température est élevée, plus la viscosité du fluide diminue et donc sa filtrabilité augmente et inversement plus celle-ci est faible, la viscosité augmente et sa



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filtrabilité diminue. Toutefois, sur ce type d’eau, seule la conductivité est un paramètre dimensionnant.

Les membranes sont dimensionnées sur le débit de 75 m3/h réparti sur 3 files autonomes ou 2 files en cas d’arrêt de maintenance (ou accidentel) sur l’une d’entre elles.

Le dimensionnement des membranes tient compte des paramètres suivants :

� De la température (viscosité)

Notre dimensionnement tient compte d’une température minimum de 9°C ce qui permet pour les températures plus élevées d’obtenir des flux plus importants.

L’effet de la température sur la viscosité de l’eau est calculé selon la formule :

Viscosité µ = 1.72e^(- 0.0267xT˚C)

Outre l’effet théorique de la viscosité sur la perméabilité de la membrane, il y a un effet très important lié à la morphologie de la boue et la filtrabilité correspondante. Ces effets ne sont pas quantifiés dans des formules et le paramètre de la pression transmembranaire en fonction de la température pour des débits (flux) donnés ne peut être déterminé que par l’expérience.

� De la concentration en MS filtré

Le dimensionnement de l’unité de filtration pour ce paramètre a été fait en partenariat avec le fournisseur des membranes, validé et affiné par nos retours d’expérience.

Il a été réalisé pour une gamme de concentrations de MES dans le traitement biologique jusque 10 g/l et dans les bassins de filtration jusqu’à 12 g/l. Il est empirique et malheureusement non divulguable du fait des accords qui nous lient au fournisseur.

� De la durée de fonctionnement au débit de pointe

Le flux limitant pour le dimensionnement de la station d’épuration est calculé avec une file à l'arrêt, situation dans laquelle le flux passe de 10 à 15 l/m².*h. La surface membranaire est déterminée à partir de ce flux limitant.

Le débit de rétrolavage est calculé pour un flux de 25 lmh, soit 4 954 m2/75 = 41.25 m3/h.

Vous pourrez également retrouver le tableau de dimensionnement des flux synthétisé dans le mémoire justificatif.

Le dimensionnement ci-dessous correspond à une salinité moyenne de 12 gr/l et d’une température minimale de l’effluent de 9°C (cas le plus défavorable).



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Détermination du nombre de cassettes

Paramètres Unité ADF

Moyenne annuelle

MMF Pointe

mensuelle

MWF Pointe

hebdomadaire

MDF Moyen sur un

jour max

PHF Pointe horaire

Débit journalier m3/j 902 902 1 503 1 503 1 800

Débit horaire total m3/h 37,60 37,60 62,60 62,60 75

Flux surfacique net l/h/m2 7,60 7,60 12,65 12,65 15,15

Débit net horaire par

file

m3/h 12,50 12,50 20,90 20,90 25

Flux surfacique brut l/h/m2 9,00 9,00 14,90 14,90 17,80

Débit brut horaire par

file

m3/h 14,75 14,75 24,55 24,55 29,40

Paramètres Unité Long terme Future

Nombre de file u 3

Nombre de cassette(s) par file u 1 (48 modules) 2 (48 modules)

Débit moyen

Débit moyen net horaire par file m3/h 12,50 25,00

Rendement % 85

Débit moyen brut horaire par file m3/h 14,70 29,41

Débit max

Débit max net horaire par file m3/h 25 50

Rendement Rh % 85

Débit max brut horaire par file m3/h 29,40 58,80



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Flux surfacique

Flux surfacique net moyen journalier l/m2/h 7,60

Flux surfacique net maximum l/m2/h 15,15

Surface par file m2 1 650 3 300

Débit maximal brut extraction m3/h 29,40

Débit maximal rétrolavage m3/h 41,25

En « Long Terme », le débit de traitement en fonctionnement continu peut atteindre :

� 37,60 m3/h pendant toute l’année, soit 902 m3/j en moyenne annuelle,

� 37,60 m3/h pendant un mois, soit 902 m3/j en pointe mensuelle,

� 62,60 m3/h pendant une semaine, soit 1 502 m3/j en pointe hebdomadaire,

� 75 m3/h pendant une journée, soit 1 800 m3/j sur la journée de pointe.

� 50 m3/h pendant une journée en N-1 soit 1 189 m3/j sur la journée.

9.3.5 Pompes de perméat

Les pompes à perméat assurent à la fois la filtration, les rétrolavages et les nettoyages de maintenance. Elles sont équipées de variateurs de vitesse permettant d’adapter le débit à chaque phase du cycle.

Chaque file de traitement dispose d’une pompe à perméat.

Paramètres Unité Long terme

Nombre de pompes installées u 3

Débit unitaire maximal m3/h 41,25

Le dégazage de la ligne perméat sera réalisé par l’intermédiaire d’un éjecteur localisé en un point haut du circuit et permettant de chasser l’air lors des phases de relaxation si nécessaire.



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9.3.6 Bâche de perméat


Rétrolavage – dégazage

Flux surfacique l/m2/h 25

Débit m3/h 41,25 82,50

Durée du rétrolavage s 30

Volume de perméat nécessaire m3 0,34 0,68

Nettoyage de maintenance

Flux surfacique l/m2/h 20

Débit m3/h 33,00 66,00

Durée du lavage min 8

Volume de perméat nécessaire pour un lavage m3 4,40 8,80

Le volume de la bâche de perméat est d’environ 60 m3. Ce volume est suffisant pour assurer les rétrolavages, les lavages de maintenance, les lavages exceptionnels et les besoins en eau industrielle de la station en phases « Long terme ».



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9.3.7 Aération des membranes LEAP®

Les fibres creuses sont agitées afin d’éviter leur prise en masse par la boue. Des bulles d’air (air de balayage) sont injectées sous les cassettes afin de mettre en mouvement les fibres et éviter les dépôts de boue sur la fibre.

La nouvelle technologie d'aération est un diffuseur à bulles grossières à plusieurs étages qui génère des grosses bulles. Appelée LEAP®, cette technologie récente a été introduite en juillet 2011 pour la famille de produits MBR ZeeWeed 500D.

Avec la technologie LEAP®, l'aération vers les cassettes est soit activée (pendant la production) soit désactivé (en lavage de maintenance par exemple). Il n’y a qu’un seul collecteur d’air par réacteur. Lorsqu'un réacteur est en exploitation, l'air est envoyé en continu vers le dispositif d'aération des cassettes.

La technologie LEAP®, fonctionne avec deux débits d'air distincts en fonction des conditions d'exploitation de l'installation:

� Débit faible (« LEAP-Lo »).

� Débit élevé (« LEAP-Hi »).

Au débit moyen quotidien ou en dessous de ce dernier (ADF), les cassettes à membrane sont aérées en utilisant la condition « LEAP-Lo ». Au-dessus du débit ADF, lorsque les membranes sont exploitées à un flux plus important ou à des flux moindres mais avec des conditions de liqueur mixte d'encrassement, le débit d'air change pour la condition « LEAP-Hi ».

Par ailleurs, toutes les 12 heures (deux fois par jour environ) toutes les cassettes doivent recevoir une aération LEAP-Hi pendant une durée de 5 à 15 minutes (la durée doit être déterminée en fonction du type, de la configuration et de la taille du surpresseur spécifiques à l'installation).

L’aération des membranes ZENON LEAP® est continue. Cette technologie présente plusieurs avantages, elle permet :

� De réduire les besoins en air membranes de 30 %,

� D’augmenter l’efficacité du brassage en créant plus de turbulence au droit des modules du fait de la formation de grosses bulles,

� De réduire la taille des surpresseurs et des organes périphériques (DN des conduites et des vannes),

� De simplifier les connectiques, une seule connexion en haut des cassettes est nécessaire.

L’aération membrane est assurée par un surpresseur fonctionnant en variation de vitesse pour s’adapter aux débits de fonctionnement des différentes files et dimensionné pour le fonctionnement « Futur » lié à l’extension.



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Paramètres Unité Long terme Futur

< ADF � ADF < ADF � ADF

Débit d’air Nm3/h 477 954 954 1 908

Débit d’air total retenu Nm3/h 477 à 1908

Nombre de surpresseur installé u 1

9.3.8 Nettoyage des membranes

Nettoyage de maintenance

La séquence de nettoyage de maintenance est la suivante :

� Arrêt de la filtration,

� Aération pendant 5 à 10 minutes puis arrêt de l’aération,

� Injection en ligne de la solution chimique pendant 2 minutes puis relaxation des membranes pendant 4 à 5 minutes,

� 8 à 10 cycles pendant lesquels : injection en ligne de la solution chimique pendant 30 secondes et relaxation des membranes pendant 4 à 5 minutes,

� Rinçage : rétrolavage avec du perméat (sans produit chimique) pendant 2 minutes,

� Aération pendant 5 à 10 minutes et reprise de la filtration.

Le débit de rétrolavage est de 20 lmh.


Débit de lavage

Flux surfacique par file l/m2/h 20

Débit horaire par file m3/h 33,00

Durée d’un lavage min 6

Nombre de lavage par jour u 8

Durée total d’un lavage par jour min 56



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Nettoyage à l’eau de Javel à 48°

Fréquence

sem/file 1

an/file 52

Dose gr/m3 200

Quantité max de produit pur par file

kg/jour 0,66

kg/an 34,32

Consommation de solution commerciale totale kg/an 792

Densité t/m3 1,173

Consommation de solution commerciale totale l/an 675

Nettoyage à l’acide citrique à 50 %

Fréquence

mois/file 1

an/file 12

Dose gr/m3 2 000

Quantité max de produit pur par file

kg/jour 6,60

kg/an 79,20

Consommation de solution commerciale totale kg/an 475,20

Densité t/m3 1,24

Consommation de solution commerciale totale l/an 383,20



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9.3.9 Nettoyage exceptionnel

La séquence de nettoyage exceptionnel est la suivante :

� Arrêt de la filtration et aération pendant 5 à 60 minutes,

� Isolement de la cuve membrane et vidange de celle-ci. Rinçage de la cuve avec du perméat,

� Injection en ligne de la solution chimique puis relaxation des membranes pendant 4 à 5 minutes jusqu’au remplissage de la cuve,

� Trempage des membranes pendant 6 à 16 heures,

� Vidange de la cuve et reprise de l’aération et de la filtration.

Le débit de rétrolavage est de 25 lmh.


Débit de lavage

Flux surfacique par file l/m2/h 25

Débit horaire par file m3/h 41,25

Volume du réacteur m3 61,00 *


Fréquence an/file 1

Dose gr/m3 1 000

Quantité max de produit pur par file kg/jour 58,00

Consommation de solution commerciale totale kg/an 1 333

Densité t/m3 1,173

Consommation de solution commerciale totale l/an 1 136

Nettoyage à l’acide citrique à 50 %

Fréquence an/file 1

Dose gr/m3 2 000



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Quantité max de produit pur par file kg/an 115,50

Consommation de solution commerciale totale kg/an 693

Densité t/m3 1,24

Consommation de solution commerciale totale l/an 559

9.3.10 Pompes doseuses



Plage de débit unitaire l/h 43 à 367


Nombre de pompe(s) en fonctionnement u 1

Débit unitaire max retenu l/h 400

Nettoyage à l’acide citrique à 50

Plage de débit unitaire l/h 106 à 180


Nombre de pompe en fonctionnement u 1

Débit unitaire max retenu l/h 200



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9.3.11 Stockage réactifs


Eau de Javel à 48°

Consommation de solution commerciale totale l/an 1 811

Volume de stockage en container l 1 000

Autonomie mois > 6

Acide citrique à 50 %

Consommation de solution commerciale totale l/an 942,20

Volume de stockage en container l 1 000

Autonomie an > 1

Les volumes de stockage sont calculés pour permettre le stockage d’un nettoyage exceptionnel et assurent une autonomie de plusieurs mois par rapport aux besoins des nettoyages de maintenance.



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Paramètres clefs

• Chaque jour : Contrôler sur chaque train la Pression Transmembranaire (PTM) en filtration et

en rétrolavage

La pression Transmembrane (PTM) est calculée grâce au capteur de pression monté sur le collecteur

de perméat.

SCHÉMA De la PTM

La PTM est calculée en utilisant l'équation suivante :

PTM = PT + (H - LT) × C

Où :

- PT représente la pression du collecteur de perméat mesurée par le capteur

- H représente la hauteur du capteur de pression au-dessus du niveau zéro du capteur de

niveau.

- LT représente le niveau d’eau dans le réservoir de membrane mesuré par le capteur de niveau

- C représente un facteur de conversion (profondeur d'eau pour pressuriser).



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Le facteur C est utilisé avec des valeurs différentes selon le tableau suivant :

(m) à (kPa) (m) à (mbar)

C = 9,806 C = 98,06

La PTM doit être considérée dans sa valeur absolue, étant donné que la valeur de PTM

pendant la séquence de filtration est négative, et pendant la séquence de rétrolavage

ou de nettoyage de maintenance ou de nettoyage de récupération, elle est positive.

En filtration, une valeur augmentée de PTM signifie un plus grand écart de pression

parce que la pression dans les membranes est plus basse qu’à l’extérieur des

membranes. Ceci correspond à un nombre inférieur comme indiqué dans les unités

d’ingénierie. Donc une PTM de production élevée est en réalité indiquée comme une

alarme d'écart de pression basse.

• Chaque jour : Contrôler sur chaque train le Débit (Q) et le flux (J) de perméat et de rétrolavage

Le flux du train est calculé en utilisant la mesure du capteur de débit de perméat/rétrolavage, suivant

l’équation ci-dessous :

Jpermeat = Qpermeat / S (lmh)

Où :

- Jpermeat est le flux de perméat pour chaque train (l/m2/h)

- Qpermeat est le flux de perméat (ou rétrolavage) pour chaque train (l/h)

- S is est la surface de la membrane pour chaque train (m2)

• Chaque jour : Contrôler sur chaque train la Perméabilité de membranes (MK)

La perméabilité est donnée par le taux entre le Débit du Train pendant la séquence de FILTRATION et

la PTM :

MK (Perméabilité) = J permeat NET / PTM (lmh/bar)



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Un process s’opère généralement à 200°C (ceci sera considéré comme la température de référence,

Tref, sélectionnée) ; afin d’éliminer l’effet de température sur la viscosité de l’eau, la perméabilité sera

normalisée à une température standard de 20°C (« perméabilité corrigée »), utilisant le capteur de

pH/température du bassin biologique.

Cette valeur est définie comme la « Perméabilité Corrigée » et est plutôt utilisée pour effectuer une

analyse des performances.

Le calcul de la perméabilité de la membrane avec correction de température :

MK corrigé = MK = MK non corrigé * X^( 20- (Toper

) ) (lmh/bar à 20 °C)

Où:

X dépend des lectures de température du perméat (Toper) sur la conduite de perméat :

• Si les lectures de température du perméat (Toper) < 20 (°C) alors X est de 1,033

• Si les lectures de température du perméat (Toper) > 20 (°C) alos X est de 1,025

Lorsque Toper > 200C Lorsque Toper < 200C

MK corrigée = MK * 1.025^(20- Toper) MK corrigée = MK * 1.033^(20- Toper)

La perméabilité (« perméabilité corrigée » à 200C) est présentée sur les pages graphiques de trains.

Nom du Seuil Description du Seuil Valeur normale Unité *

MK_INITIAL Valeur initiale stable MK

A enregistrer au démarrage de la

station et après chaque

Nettoyage d’Entretien et de

Récupération (1)

lmh/bar

MK_LIMIT

Le seuil de MK pendant la séquence

de filtration selon lequel le nettoyage

de récupération est nécessaire

lmh/bar

(1) Valeur Approximative de perméabilité 150-250 lmh/bar; la perméabilité ne devrait pas pouvoir

tomber au dessous de 50 lmh/bar.



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- La capacité de traitement de l’unité BIOSEP est fixée par l’opérateur lorsque celui-ci choisit sa

consigne de débit de filtration paramétrable en supervision. Dans notre cas, la station a été

dimensionnée pour fonctionner à un débit maximum journalier net de filtration de 102 m3/h

par file et un débit maximum horaire net de 120 m3/h.

- Seuils du biologiques : Après avoir fixé sa consigne de débit de filtration, l’exploitant devra

fixer les seuils de niveau haut et bas dans le bassin biologique. En effet, le débit d’extraction du

perméat est déterminé pour un certain niveau d’eau spécifique dans le bassin biologique.

- Pour le dégazage :

Si lors d’un dégazage, tout l’air n’est pas évacué du pot de dégazage, augmenter le temps de dégazage

qui a lieu au terme d’un ou plusieurs cycles de filtration et de rétrolavage.

Important : Les consignes des cycles de filtration (durée des séquences, ratio de

débits….) sont définies à la mise en route et ne doivent pas être modifiées sans consulter

le fournisseur.



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9.4.1 L’aération des membranes

Pression au refoulement du surpresseur :

Cette pression permet de contrôler l’état des aérateurs, et de mettre en évidence une éventuelle fuite

ou un bouchage.

Une fois par jour

Vérifier la pression sur l’indicateur de pression du surpresseur membrane (normalement entre

0,2-0,3bar) pour chaque train et noter cette pression.

Si la pression augmente, augmenter la fréquence d’aération

Vérifier l’homogénéité du bullage à la surface pour toutes les cassettes.

Mesure du débit d’air

Chaque file est équipée d’un capteur de débit d’air sur la nourrice d’alimentation (amont des vannes

d’isolement d’air de chaque train).

Chaque jour : Vérifier le débit d’air sur chaque train.

Valeurs guides

- Le paramétrage des fréquences moteur des surpresseurs est déterminé par le fournisseur en

fonction du nombre de trains en marche et du type d’aération (10/10 ou 10/30). Cf chapitre

5.4.4 aération des membranes.

- Si la pression de refoulement augmente, on pourra tenter un arrêt – redémarrage du

surpresseur (dans ce cas, la filtration devrait s’arrêter sauf erreur d’automatisme…)

- On vérifiera une fois par semaine la manœuvre correcte des vannes sur demande des

automatismes (visualisation physique de l’état sur les boîtiers des vannes).



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9.4.2 Nettoyage des membranes

Nettoyage de maintenance (MC)

Réglages suite à la mise en route :

- Javel : 1 MC par semaine par biosep

- Acide citrique : 1 MC par biosep tous les 15 jours.

Le nettoyage de maintenance est une méthode préventive pour garder une perméabilité haute de la

membrane. Même si la membrane est nouvelle et que la perméabilité est forte, il est nécessaire

d’effectuer cette tâche périodiquement pour maintenir la « fraicheur » de la membrane.

Lorsque la membrane est neuve, les effets individuels des nettoyages peuvent être invisibles et la

procédure superflue. Elle doit cependant être effectuée chaque semaine sous peine de colmatage des

membranes.

Les membranes sont stables chimiquement, et peuvent supporter des lavages avec les produits

suivants :

• Nettoyants alcalins (principaux) : hypochlorite de sodium, soude caustique

• Nettoyants acides (principaux) : Acide citrique, Acide hypochlorique.

Procédure standard de nettoyage

Le nettoyage de maintenance peut être déclenché automatiquement ou manuellement. Les

membranes sont laissées dans la cuve et la turbulence doit y être minime – aération et recirculation

stoppées après 15 min de relaxation. Les produits chimiques sont injectés dans la membrane tout

d’abord par un rétrolavage à 165 m3/h (flux de 20 lmh) suivi par un trempage en 8 étapes de 5 mn

ponctuées chacune par 20 s d’injection de réactifs.

Ensuite a lieu un rinçage d’une minute puis une aération de 5 minute avant remise en filtration.

Comme le nettoyage intervient sur des membranes trempant dans de la boue activée, il n’est pas

nécessaire de chauffer la solution à 30°C car la chaleur serait rapidement dissipée via la surface de la

membrane.

Les nettoyages avec de la javel s’effectuent une fois par semaine sur les 4 files de membranes, les

nettoyages avec la javel et l’acide s’effectuent également deux fois par mois sur les 4 files de

membranes.



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Nota : Tous les équipements (pompes, vannes, etc.…) nécessaires pour réaliser ces nettoyages sont

entièrement automatisés. Les nettoyages de maintenance peuvent donc être réalisés en l’absence de

l’exploitant.

Les lavages chimiques sont assurés par une pompe spécifique. Ce poste est fiabilisé par la fourniture

d'une pompe de secours en caisse.

Nettoyage de récupération

Description

L’usage prolongé des membranes fait que, malgré les nettoyages de maintenance, la courbe globale de

la perméabilité continue à chuter. Il est alors nécessaire de réaliser des nettoyages dits exceptionnels,

lorsque la perméabilité atteint une certaine limite, à déterminer selon le site d’implantation de la

membrane.

Préconisation du fournisseur : à faire deux fois par an.

Durant ces phases de nettoyages exceptionnels, les membranes sont trempées dans une solution

chimique pour un décolmatage très efficace.

Protocole

Il est possible d’employer deux types de réactifs pour le trempage des membranes. Leurs

préconisations sont listées dans le tableau ci-joint :

Type de Réactif Solutions basiques Solutions acides

Produits NaOCl,

NaOH

Acide citrique,

HCl

Type de

colmatage

Colmatage organique (biomasse

accumulé, biofilm en surface de la

membrane)

Colmatage d’origine minéral (entre autre,

précipité de carbonate de calcium)

Temps de contact < 15 °C >15 °C

Environ 4 h > 12 h < 8h

Concentration 1000 ppm 2200 ppm

Le temps estimé pour le nettoyage intensif d’une file est compris entre 24 et 48 heures selon

l’encrassement des modules.



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Il n’est pas nécessaire d’arrêter l’installation pendant un nettoyage. Il suffit simplement de faire passer

la totalité du débit sur les 2 autres files.

Réalisation du lavage

Pour ce nettoyage, la file de filtration est arrêtée. Le nettoyage se fait en place sans manipuler les

cassettes.

Les opérations suivantes sont réalisées de façon automatique en mode semi-auto :

− Vidange par pompage des boues envoyées dans le poste toutes eaux

− Remplissage à l’eau filtrée par rétrolavage

− Vidange par pompage puis nettoyage rapide au jet,

− Remplissage du bassin en eau filtrée avec injection en ligne de solutions de javel, trempage,

− Vidange par pompage et rinçage,

− Remplissage du bassin avec injection en ligne d’acide citrique, trempage,

− Vidange dans le bassin voisin par pompage et rinçage,

− Remise en route du réacteur.

Nettoyage au jet basse pression

Préconisation du fournisseur : à faire une fois par an.

Lorsque les cassettes sont sorties hors du bassin biologique, il faut en profiter pour réaliser une

observation approfondie et un nettoyage au jet basse pression des membranes.

Il s’agit alors d’observer minutieusement les cassettes (état des fibres, amas de boue, présence de

filasses, état des aérateurs). Toutes ces observations doivent être consignées dans un tableau de bord.

On procède ensuite au lavage des fibres avec un jet d’eau à faible pression (pour ne pas endommager

les fibres), et au nettoyage des aérateurs si nécessaire.

Si des fibres sont cassées, elles doivent être bouchées par de la colle.

Un portique de manutention motorisé permet l'extraction d'une cassette sans faire appel à une grue

mobile pour cette étape d'inspection.



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REMARQUE

L’impact des réactifs de lavage envoyés dans le bassin biologique est négligeable sur le process :

− Ramené au débit total de fonctionnement de l’usine, leur concentration est très faible,

− Les lavages ne se font pas en continu.

Paramètres clefs

• Pour les nettoyages de récupération

Bien vérifier que l’on gagne de la perméabilité après nettoyage. On pourra espérer récupérer une

valeur de 60% de la perméabilité initiale en boues au démarrage des membranes.

• Pour les nettoyages de maintenance

- Chaque semaine : vérifier que le nettoyage chimique à la javel ou citrique a bien été réalisé

ainsi que leur efficacité sur le gain de perméabilité

- Une fois par semaine : Vérifier les concentrations en chlore libre et les débits d’injection des

pompes doseuses.

- Une fois par semaine : Vérifier le pH lors des nettoyages de maintenance

• Concentration de l’eau de Javel : 250 mg/L, pH de 8 à 9

• Concentration de l’acide citrique : pH visé de 2,5 à 3 pour une concentration de 2000

mg/L

- Chaque mois : Nettoyer les clapets des pompes doseuses et faire un étalonnage.


• Pour les nettoyages de maintenance :

En principe, un nettoyage par semaine est suffisant. Cette fréquence sera à adapter en fonction de la

saison et du pouvoir colmatant de la boue.

Les nettoyages se font au perméat ou bien à l’eau du réseau selon la qualité du perméat. Dans notre

cas c’est avec du perméat.



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Il est souhaitable d’appliquer un flux de rétrolavage de 3 à 5 L/h/m²

• Pour les nettoyages exceptionnels :

Ces nettoyages seront effectués 2 fois par an :

- Avant l’été : Mai – Juin pour préparer la saison

- Sinon à l’automne : Octobre – Novembre pour éviter de devoir en faire l’hiver avec des

températures basses

Comment se décider à faire un nettoyage ?

Le « Diagramme membranes » aide à définir les fréquences des nettoyages de maintenance et le

déclenchement des trempages en fonction de la perte de perméabilité et de la valeur de PTM :

OK OK

OKAugmenterfréquencenettoyage

Trempage

Augmenterfréquencenettoyage

Trempage

Trempage

0

-25

-50

-75

0.200 0.30 0.40 0.50

Perte de perméabilité (%)

PTM (bar)

-100Arrêt

Arrêt

Arrêt

Arrêt

TrempageAugmenterfréquencenettoyage

Arrêt



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Zone OK la filtration se déroule bien (bonne perméabilité et PTM relativement

faible)

Zone « Augmenter

fréquence de

nettoyage »

les membranes commencent à se colmater, il est nécessaire d’augmenter la

fréquence des nettoyages de maintenance ;

Zone « Trempage »

les membranes se colmatent ce qui se traduit par une diminution

importante de la perméabilité ou une forte hausse de la PTM :

un trempage doit être réalisé.

Etalonnage de la pompe de javel (exemple)

Etalonnage de la pompe d’acide (exemple)

Etalonnage pompe javel

y = 10,7x - 33

R2 = 0,9999

0

200

400

600

800

1000

1200

0 20 40 60 80 100

position vernier (%)

débi

t (l/h

)

Etalonnage pompe acide

y = 3,575x - 4,5

R2 = 0,9995

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 20 40 60 80 100

position vernier (%)

déb

it (l

/h)



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Procédure pour le remplacement des membranes

Moyens spécifiques proposés

Le remplacement des rangées est très simple et rapide. Il peut-être effectué par l’exploitant sans

l’intervention d’OTV.

Les rangées sont changées sur site avec des outils standards sans vidanger les bassins.

L’intervention consiste à :

− Dévisser les connexions des canalisations d’eau filtrée et d’amenée d’air,

− Soulever les modules membranaires,

− Déposer les modules au sol,

− Dévisser les connexions des canalisations du module et les boulons de fixation au fond,

− Soulever la rangée (poids inférieur à 25 Kg),

− Procéder au changement,

− Réaliser les mêmes opérations en sens inverse pour la repose des rangées et du module.

La filtration de boue activée par des membranes implique nécessairement une décroissance de la

perméabilité dans le temps. Il n’est pas possible d’éviter ce phénomène en se contentant uniquement

de rétrolavages ou d’agitation des membranes par le biais de l’aération. Par définition, il existe deux

types de colmatages : irréversibles et réversibles.

Il existe des stratégies différentes permettant de récupérer la perméabilité, tous deux impliquant des

nettoyages chimiques :

o Le nettoyage de maintenance, routinier

o Le trempage, exceptionnel

• Il est fortement recommandé de pratiquer des nettoyages de maintenance

fréquemment et de ne pratiquer les trempages que de manière exceptionnelle, dans

le cas où les nettoyages de maintenance s’avèrent inefficaces. L’expérience montre

que plus les membranes sont âgées, moins les nettoyages de maintenance sont



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efficaces. Pour les dernières années de vie de membranes, seuls les trempages ont un

impact réel sur la perméabilité.

• Il faut garder à l’esprit qu’il n’existe pas de protocole de nettoyage standard valable

pour toutes les membranes. Des réglages initiaux peuvent être préconisés, mais seule

l’expérience aide à affiner les points de réglage des opérations.

9.4.3 Bâche perméat


- Tous les jours :

Contrôler le niveau de la bâche, le débit et le pH d’eau traitée

- Une fois par semaine :

Nettoyer le canal de comptage

Nettoyer la sonde US

Vérifier le bon fonctionnement des poires de niveau

Nettoyer la sonde pH et l’étalonner

Important : la bâche perméat doit toujours être pleine



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10. Poste Toutes Eaux

10.1 Description

Le poste de reprise toutes eaux est situé au sud des nouveaux ouvrages. Il reçoit les égouttures issues :

� De la déshydratation des boues (filtrats de la centrifugeuse et lavage de la machine),

� Du lavage du tamis,

� De la vidange d’un réacteur membranaire,

� Des égouttures des bennes,

� Des divers lavages des locaux.

Ce poste couvert refoule, par l’intermédiaire de deux pompes dont une en secours, les effluents vers l’aval du dessableur.

Le démarrage et l’arrêt de la pompe en fonctionnement sont pilotés par une sonde de niveau piézométrique et deux détecteurs de niveau de secours.

L’installation comprend un débitmètre électromagnétique au niveau du refoulement vers la filière eau.

La manutention des pompes est assurée par potence mobile.

Le poste est en composite pour pouvoir accepter l’agressivité des eaux de lavage brutes.



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10.2 Dimensionnement

Le débit à prendre en compte pour dimensionner le poste toutes eaux a été déterminé par rapport aux postes suivants :


Lavage des tamis m3/h 3,50

Déshydratation des boues (centrats) m3/h 10 à 20

Nettoyage divers m3/h 3

Laboratoire et sanitaires m3/h 3

Débit total m3/h 29,50

Débit total retenu m3/h 35

Lors des opérations de lavage exceptionnelles des cassettes membranaires, nous avons prévu un retour des eaux sales vers le poste toutes eaux. Afin d’éviter les surcharges hydrauliques du poste, nous avons prévu un fonctionnement en parallèle des deux pompes et ainsi restituer 70 m3/h vers les bassins tampon.


Tournée de contrôle :

- Chaque jour : Vérifier les courbes de débits et temps de fonctionnement des pompes.

- Chaque semaine : Vérifier le bon fonctionnement des poires de niveaux

- Chaque mois : Réaliser une courte marche forcée pour abaisser le niveau

et nettoyer les équipements au jet

- Chaque année : Réaliser un hydrocurage du poste



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PARTIE C : LA FILIÈRE

BOUES



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11. EXTRACTION DES BOUES EN EXCES


Les boues en excès sont extraites par deux pompes à rotor (dont une en secours) depuis les réacteurs membranaires et alimentent la centrifugeuse.

Ces pompes sont munies de variateur mécanique afin d’adapter le débit d’alimentation.

Au refoulement de la pompe un débitmètre électromagnétique assure une mesure des quantités de boues extraites vers le traitement des boues. Un piquage avec vanne automatique permet l’échantillonnage des boues.


11.2.1 Production de boues en excès

Notre dimensionnement de production de boues est basé sur la valeur de 854 kg MS/jour ouvré indiquée ci-dessous et obtenue avec la formule de production de boues du Cemagref appliquée à la capacité nominale de la station de 10 771 EH.

11.2.2 Extraction de boues

Paramètres Unité

Démarrage C0

(Echelle annuelle)

Capacité moyenne (Echelle annuelle)

Capacité nominale (Echelle semaine pointe)

Production de boues

kg MS/jc 144 336 610

kg MS/jo 202 470 854

Siccité des boues extraites des réacteurs % 0,30 0,59 0,71

Volume journalier de boues envoyé vers le

traitement des boues m³/j 67 79,6 120,30



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Paramètres Unité

Démarrage C0

(Echelle annuelle)



Temps de fonctionnement journalier de

l’extraction h 2,25 2,75 4,00

Débit d’extraction m³/h 30

La concentration de boues dans le réacteur membranaire est liée à la formule ci-dessous:

(Q+q) x C1 = q x C2 où :

Q = débit d’eau brute

q = débit recirculé

C1 = concentration dans le BA

C2 = concentration dans le réacteur

Pour la situation “démarrage” C0 nous obtenons le résultat ci-dessous:

Q = débit d’eau brute = 75 m3/h

q = débit recirculé = 300 m3/h (4 fois le débit d’eau brute)

C1 = concentration dans le BA = 2.40 gr/l

C2 = concentration dans le réacteur = 3 gr/l

On obtient une siccité dans le réacteur de 0.3 %, soit 3 g/l.



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12. CENTRIFUGATION

12.1 Introduction

Comme indiqué en introduction, nous avons choisi de dimensionner la centrifugeuse pour une possible extension « Future » et ainsi limiter le temps de fonctionnement de la machine sur 4 heures maximum par jour en phase « Nominale ». Nous mettons à profil le temps d’arrêt de l’atelier pour effectuer des rinçages réguliers à l’eau potable et ainsi pérenniser les équipements en 316 L en contact avec la boue.


La boue à traiter est mélangée à un floculant (polyélectrolyte) avant son refoulement par pompage dans la décanteuse.

Le mélange à décanter est introduit à l’intérieur du rotor. Il est réparti entre le bol de décantation et la vis convoyeuse de sédiment où il est soumis à l’effet de la force centrifuge.

Le liquide clarifié est entraîné vers les orifices d’évacuation, tandis que le solide décanté progresse à une vitesse réglée par le différentiel de rotation de la vis d’extraction par rapport au bol, pour être finalement évacué en continu à l’extrémité conique de ce même bol.

Le polymère est préparé par une centrale automatique de dosage et d'activation à partir d’une solution mère en émulsion permettant d’obtenir une solution de polymère entre 2 et 3 g/l.

La centrale fonctionne en continu à partir de polymères liquides. Le mélange se fait en proportion de l’eau de dilution de manière à parvenir à une concentration homogène de la solution. L’installation est composée :

� D’une cuve en polypropylène divisée en deux compartiments communiquant par cloisons siphoïdes,

� D’une pompe doseuse polymère

� De deux pompes doseuses pour la solution finale (1 + 1 secours),

� D’un tableau de dilution primaire.

Le réservoir partagé en deux compartiments empêche que le polymère fraîchement ajouté ne se mélange au polymère déjà maturé, ce qui garantit un fonctionnement optimal de l’unité.



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12.3.1 Déshydratation des boues

Paramètres Unité

Démarrage C0

(Echelle annuelle)



Masse de boues à extraire (*) kg MS/j.c 144 336 610

Fonctionnement hebdomadaire j/sem. 5 5 5

Masse de boues à extraire kg MS/j.o. 202 470 854

Concentration des boues g/l 3,00 5,90 7,10

Fonctionnement journalier h 2,25 2,75 4,00

Charge massique à traiter par la machine kg MS/h 89,80 170,90 213,50

Débit volumique à traiter par la machine m³/h 30

Siccité en sortie de machine % 20

(*) Boues supposées à <75 % de MV.

12.3.2 Caractéristique de la floculation

Paramètres Unités Capacité future

Charge massique à traiter kg MS/h 213,50

Taux de traitement kg MA/T MS 12+/- 2

Débit de polymère pur kg/h 2,56

Débit de polymère commercial à 3 gr/l l/h 854



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12.3.3 Planning d’entretien

Les conseils suivants ne sauraient remplacer les préconisations d’entretien des fournisseurs de

matériel.

Equipements / Instrumentations Quotidien Hebdomadaire Mensuel Annuel Remarques

Pompes à boues, polymère

Vérification huile 2

Vidange huile 1

Centrale polymère

Contrôle visuel 1

Nettoyage 1

Pompe de reprise des boues déshydratées 4

Vérification huile 2

Vidange huile 1

Centrifugeuse

Se reporter expressément à la notice

constructeur 1

Analyseurs MES

Mesures comparatives labo 1

Nettoyage 1

Etalonnage 1

Mesures pression

Nettoyer la sonde 1



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13. Transfert vers le stockage


Les boues récupérées en sortie de centrifugeuse sont transférées par une pompe à rotor excentré à variation de fréquence vers deux bennes de stockage

La sélection de la destination se fait par un jeu de vannes positionnées dans le local bennes.

Un piquage d’air est réalisé sur la canalisation pour permettre la vidange et l’éventuel décolmatage de chaque canalisation.

Un anneau de lubrification avec possibilité d’injection de polymère est également mis en place pour favoriser l’évacuation des boues lors du fonctionnement en déshydratation. Une pompe polymère est mise en place à cet effet.


Paramètres Unité Capacité future

Production moyenne de boues kg MS/h 213,50

Siccité des boues avant stockage % 20

Débit de transfert m³/h 1,06

14. Stockage des boues deshydratées en

bennes


Les bennes de stockages des boues sont installées dans un local dédié désodorisé à proximité du local centrifugeuse.

La pompe refoule vers les deux bennes de stockage. Elle est équipée d’un dispositif anti-marche à sec et d’un dispositif de protection contre la surpression.

L’aire à bennes reçoit deux bennes de stockage de 15 m3 unitaire de type Ampiroll, avec 2 galets arrière de roulage et porte arrière étanche articulée.



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Elles sont installées dans un local fermé et désodorisé.

Les égouttures sont récupérées et envoyées dans le poste toutes eaux.

Le dispositif d’alimentation des bennes de stockage assure une répartition la plus homogène possible en limitant les manutentions grâce à 2 lignes de distribution chacune équipée de 2 vannes à manchon automatisées DN150 et asservies à une base temps à une mesure de niveau.

Nous avons prévu un système de lubrification au polymère.

Par ailleurs, la conduite de refoulement est réalisée en PeHD, matériau dont le coefficient de rugosité est faible, et d’un diamètre suffisant (DN 150), afin de limiter les pertes de charges.

Des piquages DN 25 sont prévus sur cette conduite pour pouvoir effectuer des prélèvements et, le cas échéant raccorder le refoulement d’un compresseur d’air.

Nous avons prévu par ailleurs à proximité de l’aire à bennes un enrouleur RIA pour faciliter son nettoyage.

Nous avons prévu une centrale de gaz NH3 qui assure la sécurité du personnel.


Paramètres Unité Capacité future


Masse de boues à extraire (*) kg MS/j.c 336 610

Fonctionnement hebdomadaire j/sem. 5 5

Masse de boues à extraire kg MS/j.o. 470 854

Volume m3 2 x 15

Autonomie jours 18,00 10,00



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PARTIE D : FILIÈRE

TRAITEMENT DE l’AIR



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15. Désodorisation par charbon actif


Le projet a pour but la ventilation des ouvrages concernés en vue d’extraire les gaz (anhydride sulfureux ou H2S) susceptibles d’attaque chimique contre les matériaux à base de ciment par formation d’acide sulfurique (H2S O4), et de supprimer les mauvaises odeurs gênantes pour le voisinage.

Dans ce but l’offre de base prévoit la mise en place d’une unité de traitement de l’air sur charbon actif dédiées aux ouvrages suivants :

� Le dessableur et les tamis

� Le local de stockage des poubelles

� Les bassins tampon

� Le local centrifugeuse associé au local bennes

� Le local pompage



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Paramètres Unité Capacité nominale

Débit d’air à traiter m3/h 7 550

Nombre de caisson (double étage) u 2

Diamètre d’un caisson m 2,00

Hauteur de garnissage m 0,77

Volume de garnissage m3 4,80

Temps de contact s 2,5

Vitesse de passage m/s 0,33


Tournée de contrôle et entretien

- Chaque jour : Vérifier le bon fonctionnement de l’électrovanne d’eau industrielle

- Chaque jour : Vérifier le bon fonctionnement des ventilateurs

- Chaque semaine : Basculer les registres du by-pass et tester le fonctionnement du moteur

secours.

- 1 à 2 fois par an : Réaliser un lessivage du support suivi d’un ré ensemencement. Etalonner la

sonde pH

- Périodiquement : Contrôler la qualité du rejet à l’aide d’ampoules draeger (reniflard étalon +

ampoules diverses)



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16. Ventilation

Les locaux électriques et compresseurs lieu de dégagements calorifiques importants, sont ventilés mécaniquement grâce à des ventilateurs hélicoïdes commandés par des thermostats ; l’entrée d’air se fait par dépression.

A cause du niveau sonore régnant à l’intérieur du local, entrées d’air et rejet se font à travers des pièges à sons de type à baffles parallèles.



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PARTIE E : UTILITES

17. Air comprimé

17.1 Description

Nous avons prévu pour les nouveaux ouvrages, deux compresseurs à vis dont un en secours avec ballon installé dans le local pompage pour :

� L'actionnement des vannes pneumatiques,

� Les pompes à vide sur l’extraction du perméat,

� Les nettoyages divers réalisés par le personnel exploitant.



- Chaque jour : Vérifier le bon fonctionnement (permutation compresseur / pression fournie)

- Chaque semaine : Vérifier la purge des condensas et déshuileur

- Chaque mois : Vérifier le réglage du détecteur niveau bas pression et des réducteur de

pression

- Chaque trimestre : Vérifier le bon fonctionnement des réducteurs de pression amont vanne,

des fins de course, et des ressorts de rappel.



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18. Eau industrielle et eau potable


Afin de réduire la consommation d’eau potable, la station d'épuration est équipée d'un réseau d'eau industrielle pour assurer les besoins des tamis rotatifs et de la centrifugeuse.

La source de l'eau industrielle est l'eau traitée que nous prélevons dans la bâche de perméat. Le groupe est installé dans le local pompage. Le groupe de surpression comprend 1 + 1 pompes de surpression de débit 30 m³/h, pression maxi 7 bars, ainsi qu’un ballon de 100 l.

La consommation est mesurée par un débitmètre électromagnétique.

L’ensemble du réseau aérien est calorifugé.

Nota : Nous n’avons pas jugé nécessaire de rajouter un filtre auto-nettoyant au refoulement du groupe d’eau industrielle, car en effet le pouvoir de coupure des membranes est largement suffisant pour protéger le circuit de distribution. Toutefois nous restons à votre disposition dans l’hypothèse où cet équipement vous semble indispensable.


Paramètres Unité Valeurs

Débit de l’unité d’eau industrielle m3/h 30

Pression de l’unité d’eau industrielle bars 7-8

En cas de défaut sur la production d’eau industrielle, les installations sont alimentées

provisoirement en eau potable directement dans la bâche de perméat. Le débit instantané

maximum nécessaire sera alors adapté en fonction de l’eau disponible.

LE "+" EXPLOITATION :



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18.3 Alimentation en eau potable

Un réseau d'alimentation en eau potable est prévu sur l’usine. Il permet entre autre d’alimenter le local d’exploitation, le rinçage de la centrifugeuse et les bouches de lavage incongelables.

Notre offre prévoit donc le raccordement au point de livraison indiqué sur notre plan masse (sont exclus le compteur avec robinet d’arrêt, la purge et le citerneau).

Un disconnecteur permettra le secours du réseau d’eau industrielle par l’AEP et assurera la protection du réseau public de toute intrusion en provenance de l’installation conformément au schéma de principe suivant :



- Chaque jour : Vérifier la courbe de débit, le temps de fonctionnement des pompes, et mesure de

pression en ligne

- Chaque semaine : Vérifier le bon fonctionnement de la poire de niveau bâche eau industrielle.

- Chaque mois : Purger l’air emmagasiné au point haut des pompes à étages. Diagnostiquer l’état des

garnitures mécaniques (3 par pompes).

- Chaque trimestre : Vérifier le bon fonctionnement du disconnecteur (possibilité d’accumulation de

graviers).



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PARTIE F : SÉCURITÉ

19. SECURITE

19.1 Sécurité et risques sanitaires

RISQUES RENCONTRES DANS DES STATIONS DE TRAITEMENT D'EAU

DANS LE DOMAINE DE LA SECURITE

ET LA SANTE AU TRAVAIL

MESURES DE PREVENTION

- Il est fait état ici des risques potentiels principaux qui peuvent apparaître ou exister sur une station de

traitement d'eau potable industrielle ou résiduaire.

- Ces risques sont ceux auxquels se trouvent confrontés les exploitants ; certains cependant peuvent aussi

toucher les habitants pouvant vivre à proximité des installations.

- Ces dangers potentiels peuvent être à l'origine d'accidents ou de maladies pouvant être classés en maladie

professionnelle.

Principaux risques :

- mécaniques

- électriques

- noyades

- chimiques

- gaz asphyxiants/toxiques

- incendies, explosions

d'autres risques sont à l'origine de gêne pour le personnel et l'environnement et peuvent être à l'origine de

maladies.

- nuisances acoustiques

- nuisances olfactives

- nuisances infectieuses



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RISQUES MECANIQUES

Ce sont les risques de coincement, cisaillement, arrachement, brûlure, etc...

Ces risques peuvent provenir :

- de la conception de la machine et de sa construction,

- de l'installation,

- de l'utilisation,

- de son exploitation et de son entretien.

- En premier lieu, veillez à l'application des directives européennes du 14/06/89 concernant le rapprochement

des législations des Etats membres relative aux machines.

- L'installation de ces machines doit être conforme à un certain nombre de règles et de normes.

- Il ne doit pas y avoir de risques, ou des risques clairement définis qui feront l'objet de procédures précises et

tangibles dans le cadre d'une utilisation normale :

- les points d'entretien courant doivent être facilement accessibles (vidange, graissage, etc...),

- les documents d'exploitation sont clairs et précis,

- dans le cas d'intervention d'entretien exceptionnelle pouvant engendrer des risques particuliers, les

interventions se font par du personnel qualifié, après réalisation d'une procédure de travail.

Toujours remonter et maintenir en état les organes mécaniques de sécurité

RISQUES ELECTRIQUES

- Ce sont les risques de choc électrique, brûlures, électrisation, etc..;

- Respectez la réglementation concernant le matériel électrique et les installations.



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- Veillez à la conformité des installations et faites vérifier annuellement le maintien de cette conformité par un

organisme agréé.

- Des arrêts d'urgence accessibles sont installés à proximité des machines principales ou dangereuses (ces

arrêts d'urgence ne sont pas utilisables en fonction "marche/arrêt").

- Certaines machines à démarrage automatique présentant des risques particuliers sont signalées (panneau

avertisseur ou par signal préventif avant démarrage).

- Les interventions sur le matériel électrique sont effectuées par du personnel "habilité électriquement".

- Des tests réguliers du matériel sont programmés.

- Toutes les sécurités sont maintenues en parfait état de conformité (disjoncteur, fusible, arrêt d'urgence...)

En aucun cas une sécurité ne sera outrepassée.

RISQUES DE NOYADE

Il est nécessaire d'installer des bouées de sauvetage et des perches sur tous les bassins.



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Mais surtout :

- Veillez à ne pas accéder directement dans les divers bassins.

- Contrôlez les garde-corps qui doivent rester conformes et en bon état.

- Ne conservez pas de garde-corps démontables sans outils et limitez l'utilisation des chaînes.

- Pour toute intervention aux abords des bassins notament pour des opérations de relevage,de rajout ou de

modification d'équipements,de réparations, et de nettoyage, l'utilisation du harnais de sécurité est obligatoire.

Des points d'accrochage ou lignes de vie sont prévus au-dessus des zones à risques (fosses de pompes

immergées,prétraitements,bassins d'aération, décanteurs, épaississeurs....)

NE FRANCHISSEZ OU NE SHUNTEZ AUCUN DISPOSITIF DE SECURITE SANS L'AVOIR PREALABLEMENT REMPLACE

PAR UN AUTRE.

- Etablissez des procédures d'intervention notamment pour le nettoyage des goulottes de décanteur.

DE MANIERE GENERALE,TOUTE PROCEDURE,CONSIGNE OU INSTRUCTION COMPORTANT DES PRESCRIPTIONS

EN MATIERE D'HYGIENE ET DE SECURITE ETANT ASSIMILABLE AU REGLEMENT INTERIEUR, VOUS DEVEZ

POUVOIR ATTESTER DE LEUR EMISSION ET DE LEUR EXISTENCE.

RISQUES CHIMIQUES

- Des produits chimiques sont utilisés :



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- polymère

- chaux (vive ou éteinte)

- solution de sel métallique sous forme d'acide faible (WAC)

- acide (sulfurique, phosphorique...)

- base (soude, potasse...)

- chlore

- eau de javel

- éventuellement d'autres produits pouvant être utilisés dans un laboratoire.

- Ces produits peuvent entraîner de multiples risques : brûlure, irritation, intoxication...., réaction entre

produits en cas de mélange accidentel...

- Ayez les fiches de sécurité des produits concernés.

- Le personnel doit être formé à la manipulation de ces produits et être équipé d'équipements de protection

individuel adaptés (fourniture = exploitant), notamment :

- de vêtements spéciaux,

- gants,

- bottes,

- casques avec écran ou lunettes,…

- A proximité des zones de dépotage et de distribution, avoir douche de sécurité et lave-oeil en état de

fonctionnement.

- Les opérations de dépotage se font en présence du livreur et d'un responsable de l'installation qui applique

strictement toutes les normes de sécurité en vigueur.

- S'il y a du chlore, les risques peuvent être plus importants, y compris pour le voisinage.

RISQUES LIES AU GAZ



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- Des gaz peuvent provenir du fonctionnement propres à l'installation, de l'effluent ou du réseau d'égout :

- composés d'azotes et sulfures. Des effluents septiques engendrent l'apparition d'H2S.

- il peut s'y trouver également des polluants volatils, solvants, gaz d'hydrocarbure en cas de rejets industriels

accidentels ou sauvages.

- Des gaz peuvent également se former sur l'installation, principalement dans des fosses ou des regards mal

ventilés suite à des fermentations (H2S).

Il peut y avoir également des carences d'oxygène suite à une élévation de la concentration de CO2, de O3...

- Des points dangereux sont les fosses de réception des matières de vidange et d'effluents septiques (matières

de curage).

- Une installation équipée d'une digestion anaérobie amène le risque lié au gaz méthane biologique.

- Le personnel doit être équipé d'un détecteur de gaz tri-fonctions :

H2S - % O2 - explosivité

- Toute intervention dans une fosse doit se faire après contrôle de l'atmosphère. Il est nécessaire et obligatoire

deprévoir un ventilateur envoyant de l'air frais au fond de la fosse. Pour certaines interventions, un masque

respiratoire autonome peut être utilisé.

Attention : un masque à cartouche est d'une efficacité aléatoire

et ne sert à rien en cas de manque d'oxygène.

- Imposez une procédure d'intervention :

- le personnel "descendant" doit être assuré par un harnais,

- deux personnes doivent veiller à sa sécurité de la surface,

- s'assurez au préalable que la remontée d'un corps inanimé soit possible sans gêne (cas d'échelle à

crinoline).

En cas de malaise, interdire la descente d'un secouriste (asphyxie en chaîne)

RISQUES INCENDIE EXPLOSION



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- Ayez un détecteur explosimètre le cas échéant,

- Interdisez les travaux avec feu dans certaines zones,

- Etablissez des interdictions de fumer sur l'ensemble de l'installation,

- Faites contrôler annuellement les extincteurs.



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NUISANCES ACCOUSTIQUES

- Ces nuisances peuvent être une gêne pour le voisinage,

- Sur le site, cela peut être une source de fatigue pour le personnel avec conséquence :

- accidentelle - les acouphènes (sifflements d'oreille permanents et irréversibles),

- à long terme - perte d'acuité auditive, surdité,

- Des mesures de bruits sont à effectuer régulièrement sur le site et dans les locaux (fréquence minimum

conseillée = annuelle),

- Des interventions dans certains locaux techniques bruyants nécessitent l'emploi obligatoire de protection

auditive (local pompage, de compresseur, ozoneurs...).

Rappel des valeurs réglementaires en France

< 75 DBA Pas d'effet nocif

80 DBA

Information du travailleur

Protection à la demande

Droit de surveillance médicale

85 DBA Formation

Mesure pour organiser le travail et limiter l'exposition

90 DBA

Délimitation d'accès

Limitation des accès

Protection individuelle

105 DBA Risques accrus soumis à déclaration

et à des mesures appropriées.



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PREVENTION DE BASE

- Soyez vigilant sur l'application des règles d'hygiène, les règles de propreté, de nettoyage des locaux et

installations,

- Ayez du personnel informé et formé régulièrement sur l'ensemble des risques,

- Effectuez régulièrement des recyclages de ces informations et des formations,

- Habilitez et responsabilisez un certain nombre de personnes d'une équipe dans les domaines suivants :

- défense incendie.

- secourisme du travail.

- Formez l'ensemble du personnel aux niveaux des habilitations électriques correspondants à

leur activité.

C'est l'ignorance devant un risque

qui engendre l'accident et favorise la maladie



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20. Annexe 1

20.1 Fiche de sécurité produit chimique



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INCENDIE/EXPLOSION : Sans objetCONTACT : Irritation de la peau, des muqueuses et des yeux INHALATION : Irritation des muqueusesINGESTION : Irritation des muqueusesENVIRONNEMENT : Pas facilement biodégradable (80% après 28 jours) EXPOSITION PROLONGEE ET/OU REPETEE : L’acrylamide monomère présente, en trèsfaible quantité, a des effets neurologiques prouvés et des effets cancérogènes suspectés

Risque de chute renforcé par la présence d’eau ou d ’humidité :Formation d’un gel qui rend le sol glissantAcides forts, oxydants forts : Risque de réaction avec dégagement de chaleur

PORT OBLIGATOIRE POUR TOUTE MANIPULATIONGants étanchesBottes antidérapantes

NE PAS PORTER DE LENTILLES DE CONTACTSTOCKAGE : Dans un local sec , bien aéré, à l’abri de l’humidité, de la chaleur et du gelMaintenir les lieux de travail propres et secs

En cas d’Urgence18 : Pompiers15 : SAMU112 : URGENCES PortableN° Interne :Centre anti-Poison :

Description

Risques

Réactions chimiques dangereuses

Protection

Stockage - Dépotage

En cas d’accident

CONSIGNES DE SÉCURITÉ

POLYMERE EN EMULSION

Matière active entre 30 et 55 %Densité = 1 à 1,115 < pH < 7

CARACTERISTIQUES : Emulsion très visqueuse cationique, anionique, ou non ionique de couleur laiteux blanchâtre. Odeur aliphatique SYNONYME : Polyélectrolyte, polyacrylamide, floerger®, zetag®…

CONSULTEZ UN MEDECIN OU UN OPHTALMOLOGISTEPROTEGEZ-VOUS AVANT DE PORTER SECOURSPROJECTION DANS LES YEUX OU SUR LA PEAU :Laver immédiatement et abondamment à l’eau et au savonINGESTION : Ne pas faire boire ni vomirINHALATION : Eloigner la victime de la zone polluéeDéversement accidentel : Ne pas rincer à l’eau. Arrêter la fuite.Absorber avec un produit inerte (terre, sable,.....)



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STATION DE TRAITEMENT DES EAUX USÉES DU PORT DE PÊCHE ...

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