Dosage de charbon actif en poudre avant un biofiltre nitrifiant à la STEP de Fribourg – Essais pleine échelle pour l’élimination des micropolluants

VSA, 2019

Rapport de M. Horisberger (TRIFORM) en collaboration avec VSA, voir rapport finale pour STEP Fribourg.

Résumé

La révision de la législation sur la protection des eaux et la planification cantonale fribourgeoise prévoient que la STEP de Fribourg sera équipée d’une étape de traitement des composés traces organiques à l’horizon 2025. Dans ce contexte, la ville de Fribourg a mandaté le bureau d’ingénieurs Triform SA pour une étude préliminaire. Celle-ci a montré que l’ozonation et le dosage de charbon actif en poudre (CAP) avant les biofiltres existants sont des options intéressantes, cette dernière principalement en raison de l’espace limité disponible. Cependant, ce procédé de dosage de CAP n’ayant pas encore été construit ou piloté, un essai à l’échelle industrielle était nécessaire. Cet essai a été réalisé à la STEP de Fribourg de novembre 2016 à juillet 2017.

L’objectif était, d’une part, d’étudier si les ouvrages existants pouvaient servir de réacteur de contact et de séparation pour le dosage de CAP, et, d’autre part, de déterminer l’efficacité de traitement et les paramètres opérationnels. L’un des huit biofiltres existants a été équipé d’un système de dosage automatique de CAP et de coagulant.

L’abattement des 12 substances sur le « biofiltre test » se situait entre 75% et 83% avec un dosage de 10 gCAP/m3 (1,4 gCAP/gCOD) et entre 82% et 91% avec un dosage de 15 gCAP/m3 (2,2 gCAP/gCOD). Ces dosages permettent d’atteindre le taux d’épuration prescrit par la loi, à savoir 80% par rapport aux eaux usées brutes.

Au cours des essais, aucune perturbation de la nitrification par le CAP n’a été constatée. La valeur limite pour les matières en suspension (MES) a également été respectée, bien que la charge de MES+CAP ait dépassé les valeurs de dimensionnement des biofiltres. Avec un dosage plus élevé, la turbidité et les valeurs MES en sortie ont eu tendance à augmenter. Aucune accumulation indésirable de charbon n’a été observée.

Dans le cadre d’un projet VSA en coopération avec la Haute école technique du nord-ouest de la Suisse (FHNW), des analyses thermogravimétriques ont été effectuées pour déterminer la part de CAP dans les concentrations de MES en sortie. Les pertes de CAP étaient de 5 à 12% de la quantité dosée. Ces valeurs sont supérieures à celles de procédés comparables, c’est pourquoi une étape de filtration finale est nécessaire pour minimiser les pertes de CAP et garantir une protection adéquate des eaux.

L’utilisation de biofiltres comme réacteurs de contact en combinaison avec une étape finale de filtration semble appropriée pour éliminer les micropolluants à l’aide de CAP à la STEP de Fribourg.

  • Année de publication:  2019

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