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International audience

International audience; In activated sludge systems, aeration provides the oxygen that is required by the aerobic micro-organisms; ensures mixing and homogenization of the liquor; and facilitates stripping the gaseous by-products of the degradation processes. On the other hand, aeration is generally the single largest contributor to energy consumption in wastewater facilities. With the increasing need for containing operating costs, new aeration control strategies have recently been proposed. Solutions based on the continuous monitoring of nitrogen forms (NH4+, NO3-) for instance ensure a sufficient air supply to treat the nitrogen load while maintaining relatively low dissolved oxygen concentrations in the basin which in turns translates into lower energy consumption. Whether such strategies have an impact on nitrous oxide (N2O) emissions is yet to be ascertained. Nitrous oxide is a key greenhouse gas, about 300 times more effective than carbon dioxide, and a major sink for stratospheric ozone (IPCC, 2007). The wastewater treatment plant of Nîmes (230 000 PE) located in France consists of two parallel activated sludge lines operated with different aeration strategies. Ammonair, an aeration control logic based on ammonia and DO concentration, was implemented to reduce energy consumption of one treatment line. This work combines field measurements and mathematical modelling and is aimed at investigating the impact of the Ammonair control system on nutrient removal and energy consumption. The model developed was also used to assess the potential for GHGs emissions in relation to the specific aeration regime.

National audience; Analysis and modelling of the time-varying operation of wastewater treatment plants are based on a set of measurement data that may contain errors. For a proper description of the process operation, these data, acquired either to evaluate the installation’s performances or to operate the plant, should be validated especially before being incorporated into a model. In this paper, the data evaluation and reconciliation procedure developed by the IWA task group GMP « Good Modelling practice» has been applied to data of an urban wastewater treatment plant designed to treat the wastewater of about 230 000 population equivalents (PE). Data analysis allowed the identification and reconciliation of erroneous data by applying hydraulic and mass balance calculations. Reconciled data were used to describe the main parameters of the plant, such as the sludge production, the sludge retention time and the oxygen consumption.; L’analyse du fonctionnement des stations d’épuration, et a fortiori l’utilisation d’outils de modélisation dynamique de ce fonctionnement, s’appuient sur un ensemble de données issues de mesures pouvant être entachées d’erreurs. Ces données, acquises pour l’autosurveillance de l’installation ou pour son exploitation, doivent donc être validées de manière systématique afin de décrire au mieux le système de traitement et éventuellement de les utiliser en modélisation. Dans cet article, la procédure d’analyse et de consolidation des données développée par le groupe de travail « Good Modelling Practice » de l’IWA a été appliquée aux données de fonctionnement d’une station d’épuration dimensionnée pour traiter les eaux résiduaires urbaines de 230 000 EH. L’analyse de ces données a permis l’identification de certaines mesures erronées, concernant principalement les débits d’alimentation des réacteurs biologiques. Celles-ci ont été consolidées à partir de bilans hydrauliques et massiques réalisés à l’échelle de la station. Les données consolidées permettent de décrire précisément les principaux paramètres de fonctionnement de la station, tels que les charges reçues, la production de boues, l’âge de boues et la consommation d’oxygène.

International audience; Cette étude a pour objectif d’évaluer l’impact de différentes stratégies de régulation de l’aération sur les performances épuratoires, la consommation électrique et les émissions de protoxyde d’azote en boues activées. Pour cela, deux files de traitement biologique parallèles présentant deux stratégies de régulation de l’aération ont été comparées. La file 1 est munie d’une nouvelle stratégie de contrôle de l'aération (Ammonair) qui crée des conditions propices à la nitrification dénitrification simultanée tandis que la file 2 est équipée d’un système de régulation classique (O2/Redox) permettant de dissocier les phases de nitrification et de dénitrification. Bien que le facteur d’émission soit similaire pour les deux files de traitement (0,004% de la charge de l’azote en entrée), la dynamique d’émission du N2O varie selon la stratégie de contrôle de l’aération. Il a été observé que les forts débits d’air (cas de la file 2) favorisent le transfert de protoxyde d’azote de la phase gaz vers la phase liquide en début de chaque cycle d’aération. Pour des performances épuratoires similaires, la consommation électrique pour l’aération est en moyenne 30% plus importante dans la file 2 que dans la file 1. / This work investigated the impact of aeration control strategy on energy consumption and nitrous oxide emission in a full-scale wastewater treatment plant. Two identical activated sludge processes treating the same effluent but operated with different aeration control strategies were compared. Aeration tank 1 was operated with a new control strategy favouring the simultaneous nitrification denitrification whereas aeration tank 2 was operated with a conventional control strategy with distinct nitrification and denitrification phases. Results indicated that whereas the nitrous oxide emission factor was comparable in both systems (in the order of magnitude of 0.004% of the influent TKN load), nitrous oxide emission pattern was dependent on the adopted aeration control strategy. It has been observed that high aeration flow rates (aeration tank 2) were likely to promote nitrous oxide transfer from the gas phase to the liquid phase. With similar removal performances, energy consumption for aeration was estimated to be on average 30% greater in aeration tank 2 than in tank1.

International audience; This work investigated the impact of aeration control strategy on energy consumption and nitrous oxide (N2O) emission in a full-scale wastewater treatment plant. Two identical activated sludge processes treating the same effluent but operated with different aeration control strategies were compared. Aeration tank 1 was operated with a new control strategy favouring the simultaneous nitrification denitrification (SND) whereas aeration tank 2 was operated with a conventional control strategy with distinct nitrification and denitrification phases. Results indicated that whereas the N2O emission factor was comparable in both systems (in the order of magnitude of 0.004% of the influent TKN load), N2O emission pattern was dependent on the adopted aeration control strategy. It has been observed that high aeration

International audience; This work investigated the impact of aeration control strategy on energy consumption and nitrous oxide (N2O) emission in a full-scale wastewater treatment plant. Two identical activated sludge processes treating the same effluent but operated with different aeration control strategies were compared. Aeration tank 1 was operated with a new control strategy favouring the simultaneous nitrification denitrification (SND) whereas aeration tank 2 was operated with a conventional control strategy with distinct nitrification and denitrification phases. Results indicated that whereas the N2O emission factor was comparable in both systems (in the order of magnitude of 0.004% of the influent TKN load), N2O emission pattern was dependent on the adopted aeration control strategy. It has been observed that high aeration flow rates (aeration tank 2) were likely to promote N2O transfer from the gas phase to the liquid phase.

International audience; no abstract

National audience; no abstract

National audience; Vers une gestion territoriale des déchets et effluents organiques : focus sur la méthanisation des boues de STEP.

International audience; Anaerobic digestion of sludge from wastewater treatment is largely applied in France for the plants with an important capacity (> 50 000 eq. hab.) but remains little used for the smaller plants. Indeed, such a process is generally not interesting economically for the smaller plants compared to other sludge treatment techniques. However, the advantages of anaerobic digestion of sludge are well-know: production of renewable and local energy, reduction of greenhouse gas emissions, odour abatement and sludge reduction. In order to promote anaerobic digestion of sludge even for the small wastewater treatment plants, one of the possibilities for increase the rentability of the process is to add co-substrates available locally with the sludge in order to increase methane production. Such an approach was studied considering the Mordelles town (about 7000 hab.). Mordelles is located close to a larger city (Rennes, France) and is equipped with an activated sludge wastewater treatment plants for about 15000 eq. hab. So, activated sludge from the wastewater treatment plants and various co-substrates available locally were characterized for their ability to be anaerobically co-digested. Subsequently, co-digestion experiments were performed with activated sludge and lipid-rich waste from meat industry using batch and continuous experiments. Additionally to the specific results obtained, this work shows the difficulty to extrapolate from the results obtained in batch reactor to the prediction of continuous process.

Waste water treatment plant sludge methanization has been used for many years to reduce their volume and to produce a biogas used as an energy source. Certain waste water treatment plants, treating effluent from tourist areas, must deal with significant seasonal fluctuations and hence the digesters are under-used for a significant part of the year. During these periods, it is therefore advantageous to be able to supplement digester feed with other substrates available locally. This article reports an example of digestion (laboratory scale) of waste water treatment plant sludge alongside fat waste from agribusinesses. It is interesting to note that the authors obtained very favourable performance levels in the presence of 40% of the fat (expressed in COD), without observing any significant inhibition in the presence of continuous fermentation methanization, and this with a residence time > 20 days without prior hydrolysis. This strategy, which incorporates co-substrates from a territorial source serves to improve the profitability of sludge methanization-related investments, not only in tourist areas, but also for small-scale waste water treatment plants (René Moletta, Moletta Méthanisation)., La méthanisation des boues de stations d'épuration est appliquée depuis de très nombreuses années pour diminuer leurs volumes et produire un biogaz qui est utilisé comme source d'énergie. Certaines stations d'épuration qui traitent des effluents issus de zones touristiques, doivent faire face à des fluctuations saisonnières importantes et donc les digesteurs sont souvent sous-alimentés une grande partie de l'année. Pendant ces périodes, il est donc particulièrement intéressant de chercher à compléter les alimentations du digesteur par d'autres substrats présents sur le territoire. Cet article rapporte un exemple de digestion de boues (au stade laboratoire) de stations d'épuration avec des graisses issues de flottation d'industries agroalimentaires. Il est intéressant de noter que les auteurs obtiennent des performances très intéressantes lors de la présence de 40 % des graisses (exprimée en DCO) sans observer d'inhibition notable lors de la mise en oeuvre de la méthanisation en fermentation continue, et ceci avec des temps de résidence > 20 jours et sans hydrolyse préalable. Cette stratégie qui incorpore des co-substrats issus d'un gisement territorial permet une meilleure rentabilisation des investissements liés à la méthanisation des boues non seulement dans des zones touristiques mais aussi pour les petites stations d'épuration (René Moletta, Moletta Méthanisation).

Les membranes sont apparues en France dans les installations de traitement des eaux usées urbaines par boues activées au début des années 2000. Depuis, la technologie bioréacteur à membrane (BRM) a connu un fort développement et des évolutions significatives. On compte désormais plus d’une centaine d’installations en France. Les arguments en faveur de ces procédés couplant boues activées et membranes sont multiples : compacité, fiabilité, qualité de l’eau traitée exceptionnelle. L’absence de MES, un abattement bactérien et viral important font aussi de cette technologie un point d’entrée privilégié en vue d’une réutilisation de l’eau épurée. Utilisées en lieu et place des clarificateurs dans les traitements par boues activées en aération prolongée, les membranes constituent une barrière pour la fraction particulaire et colloïdale, et pour certaines substances solubles. Considérer l’apport des membranes comme un simple outil de séparation biomasse / eau traitée est toutefois réducteur et on doit considérer que les conditions de fonctionnement induites par les membranes (concentration et âge des boues, rétention de substances, …) jouent un rôle sur la biologie et les transferts d’oxygène. La présentation reprend les principales caractéristiques de la séparation membranaire, de la conception des BRM, les spécificités du fonctionnement et les principaux retours d’expériences des installations réelles. Le fonctionnement biologique d’une des installations évaluée a pu être modélisé (STEP Le Bono, 56) dans le cadre d’un programme de recherche. L’outil de simulation qui en résulte aide à la compréhension détaillée du fonctionnement. Il permet en outre de réaliser différents scénarios de conduite et d’analyser leur impact sur l’énergie consommée pour l’aération ou sur l’évolution des concentrations de substances réputées colmatantes. La technique des bioréacteurs à membranes reste récente dans son application à échelle industrielle comparée aux procédés conventionnels et de nombreux développements sont en cours pour la perfectionner (diminution des consommations électriques de l’aération, modification des modules de filtration, augmentation des débits de filtration unitaires, ...).

International audience; An alternative ultrafiltration membrane integrity test was already developed in laboratory scale. It is based on the use of magnetic nanoparticles (Fe3O4) and measurement of magnetic susceptibility. The mean size of nanoparticles used is around 35 nm and they show a good disparity between 20 and 100 nm. In this paper, validation of this membrane integrity monitoring method was achieved by industrialscale tests. Two holes with 0.6 mm internal diameter in a module containing 10 000 fibers (35 m2 surface area) was efficiently detected by injecting 750 mL of 1.7 g.L−1 nanoparticle solution during 2s when the test was operated at low TMP (0.096 bar, corresponding to a flux of 2.2 m3.h−1). In addition, it has been demonstrated that within the detectable range, this membrane integrity test with magnetic nanoparticles has a very rapid response time. The response time depends on the permeate flux and the dead-volume of the pilot. This membrane integrity test, with the advantages of on-line operation, high detection sensitivity, detection specificity and very low influence on membrane fouling, seems to be suitable for large scale drinking water plants.

International audience; no abstract

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience