Article

1 - ÉTAT DES LIEUX

2 - BASES DES PRINCIPAUX MODÈLES CINÉTIQUES

3 - MISE EN ŒUVRE DE LA MODÉLISATION DYNAMIQUE

  • 3.1 - Exemple de bilan matière
  • 3.2 - Transfert gaz/liquide : cas de l’oxygène

4 - MODÉLISATION DES DÉCANTEURS SECONDAIRES

5 - PROCÉDURES D’UTILISATION

6 - EXEMPLES D’APPLICATION DE LA MODÉLISATION

Article de référence | Réf : W6500 v1

Modélisation dynamique des procédés biologiques de traitement des eaux

Auteur(s) : Mathieu SPÉRANDIO, Marc HERAN, Sylvie GILLOT

Date de publication : 10 août 2007

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RÉSUMÉ

Les procédés biologiques à biomasse en suspension, du type des boues activées, sont appliqués pour le traitement des eaux usées urbaines ou industrielles. Généralement, ces procédés sont dimensionnés sur la base d’équations de bilans « matières » établis à partir de l’hypothèse d’un régime permanent. Pourtant ces systèmes subissent continuellement des perturbations : variations importantes de charge en polluant, discontinuité de certaines opérations. L’analyse dynamique des procédés biologiques d’épuration est donc incontournable pour appréhender le fonctionnement réel des unités et pour optimiser les paramètres de dimensionnement.

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ABSTRACT

Biological processes with suspended biomass of the activated sludge type are used for the treatment of urban or industrial wastewaters. These processes are generally based upon equations of "matter" assessments constructed on the hypothesis of a permanent regime. However, these systems are the subject of constant disturbances: high variation in pollutant load, discontinuity of certain operations. The dynamic analysis of the biological processes for wastewater treatment is thus essential in order to understand the real operating of units and optimize the dimensioning parameters.

Auteur(s)

  • Mathieu SPÉRANDIO : Maître de conférence - Institut national des Sciences appliquées de Toulouse (INSA)

  • Marc HERAN : Maître de conférence - École polytechnique universitaire de Montpellier

  • Sylvie GILLOT : Ingénieur de recherche, Docteur - CEMAGREF

INTRODUCTION

Les procédés biologiques à biomasse en suspension, du type des boues activées, sont largement appliqués pour le traitement des eaux usées urbaines ou industrielles.

Généralement, ces procédés sont dimensionnés sur la base d’équations de bilans « matières » établis à partir de l’hypothèse d’un régime permanent.

Pourtant ces systèmes subissent continuellement des perturbations. En particulier, ils sont soumis à des variations importantes de charge en polluant (débit et concentration) à différentes échelles temporelles : journalières, hebdomadaires, annuelles, traduisant les fluctuations de l’activité humaine.

De plus, ces procédés d’épuration sont gérés par des opérations parfois discontinues (aération séquencée, purge de boues, alimentation par bâchée, etc....). Par conséquent, même si des régimes pseudo-stationnaires peuvent être atteints, l’analyse dynamique des procédés biologiques d’épuration est incontournable pour appréhender le fonctionnement réel des unités et pour optimiser les paramètres de dimensionnement : volume et agencement des bassins, gestion de l’aération, extraction des boues, rôle tampon du clarificateur.

Ceci est d’autant plus important que les configurations et les géométries des bassins biologiques se sont profondément diversifiées et complexifiées afin d’intégrer l’élimination des nutriments.

L’objectif de cet article est d’une part de présenter les bases scientifiques de ces outils et, d’autre part, de proposer des méthodologies d’utilisation pour l’ingénieur.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-w6500


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - GAUDY (A.F.) -   DCO Gets Nod Over BOD test  -  , Ind. Wat. Eng., pp. 30-34, 1972.

  • (2) - HENZE (M.), GRADY (C.P.L.), GUJER (W.), MARAIS (G.V.R.), MATSUO (T.) -   Activated Sludge Model No. 1, Scientific and Technical Report No. 1  -  , IAWPRC, London, U.K., 1987.

  • (3) - GUJER (W.), HENZE (M.), MINO (T.), MATSUO (T.), WENTZEL (M.C.), MARAIS (G.V.R.) -   The Activated Sludge Model No. 2 : Biological phosphorus Removal  -  , Wat. Sci. Tech., Vol. 31, No. 2, 1995.

  • (4) - GUJER (W.), HENZE (M.), MINO (T.), MATSUO (T.), VAN LOOSDRECHT (M.C.M.) -   Activated Sludge Model No. 3  -  , Wat. Sci. Tech. Vol. 39, No. 1, pp. 183-193, 1998.

  • (5) - ROUSTAN (M.) -   Transferts gaz-liquide dans les procédés de traitement des eaux et des effluents gazeux  -  , Tec et Doc, 2003.

  • (6) - HÉDUIT (A.), CAPELA (S.), GILLOT (S.), ROUSTAN (M.) -   Aération...

1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs

HAUT DE PAGE

2 Annexes

HAUT DE PAGE

3 Nomenclature

HAUT DE PAGE

3.1 pour le modèle biologique

YARendement de conversion autotrophe

YHRendement de conversion hétérotrophe

fpFraction inerte de la biomasse

iXBTeneur en azote de la biomasse

ixpTeneur en azote des produits de lyse

µmHTaux de croissance maximum hétérotrophe(T−1)

KsConstante de demi-saturation pour le substrat(M · L−3)

KO,HConstante de demi-saturation pour l’oxygène(M · L−3)

ηgFacteur de réduction anoxique de la croissance

ηhFacteur de réduction anoxique de l’hydrolyse

khTaux...

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