boues eaux usées épuration
Études
Assainissement
TSM 5 2023 - Page(s) 35-46

Décantabilité de boues activées conventionnelles et densifiées : caractérisation des régimes de sédimentation, perspectives opérationnelles

Settleability of conventional and densified activated sludge: sedimentation regimes characterization, operational perspectives

Résumé

Au sein des filières de traitement des eaux usées utilisant le procédé conventionnel à boues activées, les propriétés de décantation des boues au sein du clarificateur secondaire sont susceptibles d’être dégradées, notamment lors de phénomènes de prolifération de bactéries filamenteuses. Cette étude vise à caractériser la décantation de boues obtenues suite à la mise en place à pleine échelle d’une extraction sélective utilisant un hydrocyclone. Les boues densifiées obtenues présentent des indices de boues stables en deçà de 50 mL/g MES (matières en suspension), y compris en période hivernale où l’indice des boues conventionnelles monte à près de 200 mL/g MES. La caractérisation de la sédimentation en colonne fermée équipée de transducteurs ultrasonores a permis de caractériser les régimes de sédimentation de zone et de compression. La boue densifiée présente des vitesses de sédimentation plus que doublées par rapport à la boue conventionnelle (3 m/h à 6,85 g/L). Le régime de compression est atteint pour la boue densifiée à une concentration critique beaucoup plus élevée (> 7 g/L contre 4 g/L). Ainsi, la capacité d’épaississement de la boue densifiée est bien supérieure, la concentration au fond de la colonne atteignant 20,9 contre 8,5 g/L respectivement pour la boue densifiée et la boue conventionnelle. Ces propriétés permettent une optimisation de la conception et du fonctionnement des ouvrages (réduction du taux de recirculation, augmentation de la charge hydraulique).

Abstract

In wastewater treatment plants using the conventional activated sludge process, sludge settling properties in the secondary clarifier are likely to be degraded, particularly during filamentous bulking events. This study aims to characterize the settling properties of sludge obtained following the implementation of a full-scale selective extraction using a hydro-cyclone. The densified sludge obtained has stable diluted sludge volume index below 50 mL/g TSS, including in winter when the index of conventional sludge rises to nearly 200 mL/g TSS. Sedimentation characterization in a batch column equipped with ultrasonic transducers made it possible to characterize the zone settling and compression regimes. The densified sludge presents settling velocities more than doubling those of conventional sludge (3 m/h at 6.85 g/L). The compression regime is reached for densified sludge at a much higher critical concentration (> 7 g/L compared to 4 g/L). Thus, the thickening capacity of the densified sludge is much higher, with the concentration at the bottom of the column reaching 20.9 versus 8.5 g/L for densified and conventional sludge respectively. These properties allow the design and operation of the clarifiers to be optimized (reduced recirculation rate, increased hydraulic load).

Mots clés : boues activées, sélection gravimétrique, décantation de zone, compression, densification, indice de boues, hydrocyclone
Keywords : activated sludge, gravimetric selection, zone setting, compression, densification, hydrocyclone
https://doi.org/10.36904/tsm/202305035

1,6SUEZ Infrastructures de Traitement, Paris La Défense, France

2,3,4,5,7ICUBE, Université de Strasbourg, CNRS, ENGEES, UMR 7357, Strasbourg, France

5Université de Haute-Alsace, Colmar, France

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Article paru dans TSM 5 2023
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