Essais pleine échelle – Dosage de charbon actif en poudre sur une cellule Biofor® – nitrification
TRIFORM, 2018
Rapport final de M. Horisberger (TRIFORM) et al. pour la STEP de Fribourg
Zusammenfassung
Suite à la révision de la LEaux et de l’OEaux et selon la planification cantonale fribourgeoise, la STEP de Fribourg devra être équipée d’un traitement des micropolluants à l’horizon 2025. Dans ce contexte, la Ville de Fribourg a mandaté le bureau TriformSA pour une étude préliminaire. Au cours de l’étude de variante, la pertinence de réaliser des essais de dosage de charbon actif en poudre (CAP) sur les biofiltres nitrifiants existants a été relevée. Ces essais ont donc pris place à la STEP de Fribourg de novembre 2016 à juillet 2017 et font l’objet du présent rapport.
Le but des essais étaitde vérifier la possibilité d’utiliser les ouvrages existants comme réacteur de contact pour un procédé avec CAP, tant au niveau de l’efficacité de traitement que desconséquences en termes de paramètres opérationnels. Des objectifs de vérification de la capacité de rétention du charbon par le filtre ont également découlé ducontexte particulier de la STEP de Fribourg, avec des biofiltres nitrifiants de type Biofor® situés en dernière étape de traitement (aprèsla biologie à boues activées et ladécantation finale). Un des huit Biofor® en activité a été équipé pour permettre le dosage automatique de charbon et de coagulant (chlorure ferrique).
Le charbon utilisé a été sélectionné en laboratoire, il s’agit du Norit SAE Super. Un suivi dudébit, de la turbidité, de la température et de l’absorbance UV254 en entrée et en sortiedu Biofor® testa été réalisé. Des campagnes de dosage et de prélèvements pour analyses des micropolluants à 0, 1.5, 15 et 10 gCAP/m³ ont été réalisées. Ces dosages correspondent en moyenne à 0, 0.2, 2.2 et 1.4 gCAP/gCOD. Les prélèvements ont été réalisés avant la décantation primaire, puis en entrée et sortie du Biofor®test. Lors de la campagne à l’état initial, des abattements moyens de 17% et 4% ont été mesurés sur les boues activéeset le Biofor®test respectivement. Desabattements entre 75% et 83% ont été mesurés sur le Biofor®test pour un dosage de 10 gCAP/m³ et entre 82%et 91% pour un dosage de 15 gCAP/m³. Ces dosages permettent donc d’atteindre l’abattement de 80% entre l’entrée et la sortie de la STEP exigé par l’OEaux.
L’effet de la recirculation du charbon actif évacué avecles eaux de lavages du Biofor®en tête de décantation primaire ainsi que de la recirculation des eaux de sortie de la nitrificationvers les bassins àboues activées a été ressentitant sur les rendements de cette étapeque sur ceux du Biofor®test; une amélioration du rendement au cours des campagnes est notée.Au cours des essais, aucune perturbation de la nitrification n’a été observée en lien avec le dosage de charbon. De même, les normes de rejet en MES n’ont pas été dépassées, bien qu’une charge totale MES+CAP supérieure aux valeurs de dimensionnement ait été appliquée.
Une tendance à l’augmentation de la turbidité et des MES en sortie a toutefois été notée lors des périodes de dosage, bien que les amplitudes restent inférieures à certaines variations observées en dehors des périodes de dosage. Des analyses pour estimer la part de charbon dans les MES (analyses thermogravimétriques) ont été réalisées dans le cadre d’un projet du VSA en collaboration avec la Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW).
Les résultats indiquent une part de 17 ± 2 % de charbon dans les MES.Durant les essais, les intervalles de lavagedu Biofor®test n’ont pas dûêtremodifiés, et aucune accumulation indésirable de charbon n’a été constatée. Les pressions sous-planchers sont restées stables et dans l’ordre de grandeur observé en opération normale. En conclusion, l’utilisation des Biofor® comme réacteurs de contact pour un procédé de traitement des micropolluants avec charbon actif en poudre semble être adéquat dans le contexte de la STEP de Fribourg. Les résultats relatifs à la part de charbon actif contenu dans les MES en sortie sont encore en attente et feront l’objet d’un complément au présent rapport. Ces résultats serviront de base pour évaluer la possible nécessité d’une étape de filtration finale avant le rejet à l’exutoire.
- Année de publication: 2018