CAP: procédés de traitement

Procédé d’Ulm

Le traitement au CAP selon le «procédé d’Ulm» est un procédé établi et robuste, pour lequel nous possédons déjà beaucoup d’expérience. En raison de la sédimentation, ce procédé nécessite un espace relativement grand et coûte donc relativement cher. Des expériences avec des procédés alternatifs et nécessitant moins d’espace (p.ex. avec des systèmes à décanteurs lamellaires) manquent encore. Voir les installations à l’échelle industrielle.

Des grandeurs caractéristiques (p. ex. temps de séjour minimal, rétention du CAP, hauteurs du lit filtrant typiques, vitesses de filtration) des projets réalisés sont répertoriées ici.

Le CAP est stocké dans des silos spécialement prévus à cet effet. Toutes les sources d’inflammation doivent être évitées afin de protéger l’installation des feux couvants. Il convient par exemple d’empêcher que des objets métalliques soient sollicités par la tuyauterie et puissent provoquer des étincelles ou que le CAP soit chauffé de manière excessive via l’air de transport du ventilateur sur le véhicule-silo. Il faut par ailleurs veiller à ce que le CAP ne soit pas inhalé. Vous trouverez d’autres consignes de sécurité techniques sur la manipulation du charbon actif ici.

Le dosage de CAP s’effectue en suspension ou par mélange dans le jet d’eau. Les expériences montrent que des obstructions peuvent survenir dans le système de dosage du CAP. Une vitesse minimale de 1.5-2 m/s est recommandée pour minimiser les dépôts de CAP dans les conduites de dosage. Par ailleurs, les courbures inutiles et les zones mortes doivent être évitées, car le CAP sédimente à ces endroits. Les pompes doivent être rincées à l’eau avant un arrêt prolongé. La concentration de la suspension de CAP ne doit pas être trop élevée (dosage sûr < 5%, dosage optimal < 1%).

Dans le cas du « procédé d’Ulm », le CAP est dosé dans la zone avant du réacteur de contact, avec le coagulant.

L’ajout de coagulant (en règle générale du fer) et, en fonction du procédé de traitement, de floculant (polymères) permet la floculation du CAP, qui se sépare très bien des eaux usées. Dans le cas du «procédé d’Ulm», le coagulant est ajouté dans la zone avant du réacteur de contact, tandis que le dosage de floculant est effectué dans la zone arrière du réacteur de contact.

Dans le cas du « procédé d’Ulm » et du dosage de CAP avant le filtre à sable, le CAP est dosé et mélangé aux eaux usées épurées dans un réacteur de contact placé en aval de la décantation secondaire. Le réacteur doit être un réacteur tubulaire. Avec ce dernier procédé de traitement, le processus de floculation est très important pour le dépôt et la rétention des flocs de CAP dans le filtre à sable. Des grandeurs caractéristiques (p. ex. temps de séjour minimal, dose de CAP, âge des boues) des projets réalisés sont répertoriées ici.

Le CAP est acheminé vers le traitement des boues avec les boues activées. Le traitement des boues n’est pas influencé négativement (au niveau de la déshydratation et de la valeur calorifique des boues). Aucune redissolution significative des micropolluants fixés au CAP n’a lieu pendant le processus de digestion.

Si le traitement au CAP est placé après l’étape de traitement biologique, le traitement biologique doit être le plus efficace possible par rapport à l’élimination des substances organiques dissoutes (COD) et la séparation des matières solides. En effet, ces facteurs ont une influence directe sur la quantité de CAP à doser et les coûts d’exploitation.

Jusqu’ici, aucune augmentation de l’abrasion des pompes et des conduites par le charbon actif n’a été constatée.

Avec les procédés placés en aval du traitement biologique, le CAP peut être recirculé dans la biologie, afin d’obtenir une charge en CAP plus élevée et ainsi d’améliorer son utilisation. Cela permet également de générer un effet tampon et l’indice de volume de boue a tendance à s’améliorer. Il convient d’autre part de veiller à ce que les bassins de la biologie soient suffisamment grands pour ne pas influencer négativement l’activité biologique (âge de boues aérobies suffisant), car selon la dose de CAP davantage de boues d’épuration sont produites.

Il est important que les eaux usées traitées soient exemptes de charbon actif avant le déversement. Cela signifie que le CAP doit être, si possible, complètement séparé des eaux usées épurées. Dans le cas du « procédé d’Ulm », les flocs de CAP sont séparés des eaux usées de manière fiable lors de la sédimentation. Des particules de charbon plus fines sont encore retenues dans l’étape de filtration placée en aval. Les filtres à sable et les filtres sur toile ont fait leurs preuves et conviennent parfaitement à cet usage. Des procédés avec décanteurs lamellaires peuvent être utilisés comme alternative à la sédimentation. Ces procédés se distinguent par leur construction plus compacte et peu encombrante. De plus amples informations sur les procédés de séparation sont disponibles ici.

Des grandeurs caractéristiques (p. ex. temps de séjour minimal, rétention du CAP, hauteurs du lit filtrant typiques, vitesses de filtration) des projets réalisés sont répertoriées ici.

 

Dosage du CAP avant le filtre à sable

Le dosage de CAP avant le filtre à sable constitue une bonne alternative au «procédé d’Ulm» (p. ex. en cas d’espace réduit ou de filtres préexistants). Voir les installations à l’échelle industrielle.

Des grandeurs caractéristiques (p. ex. temps de séjour minimal, rétention du CAP, hauteurs du lit filtrant typiques, vitesses de filtration) des projets réalisés sont répertoriées ici.

Le CAP est stocké dans des silos spécialement prévus à cet effet. Toutes les sources d’inflammation doivent être évitées afin de protéger l’installation des feux couvants. Il convient par exemple d’empêcher que des objets métalliques soient sollicités par la tuyauterie et puissent provoquer des étincelles ou que le CAP soit chauffé de manière excessive via l’air de transport du ventilateur sur le véhicule-silo. Il faut par ailleurs veiller à ce que le CAP ne soit pas inhalé. Vous trouverez d’autres consignes de sécurité techniques sur la manipulation du charbon actif ici.

Le dosage de CAP s’effectue en suspension (dosage sûr < 5%, dosage optimal < 1%) ou par mélange dans le jet d’eau. Les expériences montrent que des obstructions peuvent survenir dans le système de dosage du CAP. Une vitesse minimale de 1.5-2 m/s est recommandée pour minimiser les dépôts de CAP dans les conduites de dosage. Par ailleurs, les courbures inutiles et les zones mortes doivent être évitées, car le CAP sédimente à ces endroits. Les pompes doivent être rincées à l’eau avant un arrêt prolongé.

L’ajout de coagulant (en règle générale du fer) et, en fonction du procédé de traitement, de floculant (polymères) permet la floculation du CAP, qui se sépare très bien des eaux usées.

Lorsque le CAP est dosé avant le filtre à sable, le processus de floculation du CAP avant le filtre à sable joue un rôle très important en permettant aux flocs de se déposer de manière optimale dans le lit du filtre à sable. Il convient de noter que seul le coagulant est nécessaire; il est donc généralement possible de renoncer au floculant. Pour que les flocs puissent se former de manière optimale, il faut éviter que des turbulences trop fortes soient produites dans le réacteur de contact.

Dans le cas du dosage de CAP avant le filtre à sable, le CAP est dosé et mélangé aux eaux usées épurées dans un réacteur de contact placé en aval de la décantation secondaire. Le réacteur doit être un réacteur tubulaire. Avec ce dernier procédé de traitement, le processus de floculation est très important pour le dépôt et la rétention des flocs de CAP dans le filtre à sable. Des grandeurs caractéristiques (p. ex. temps de séjour minimal, dose de CAP, âge des boues) des projets réalisés sont répertoriées ici.

Le CAP est acheminé vers le traitement des boues avec les boues activées. Le traitement des boues n’est pas influencé négativement (au niveau de la déshydratation et de la valeur calorifique des boues). Aucune redissolution significative des micropolluants fixés au CAP n’a lieu pendant le processus de digestion.

Si le traitement au CAP est placé après l’étape de traitement biologique, le traitement biologique doit être le plus efficace possible par rapport à l’élimination des substances organiques dissoutes (COD) et la séparation des matières solides. En effet, ces facteurs ont une influence directe sur la quantité de CAP à doser et les coûts d’exploitation.

Jusqu’ici, aucune augmentation de l’abrasion des pompes et des conduites par le charbon actif n’a été constatée.

Avec les procédés placés en aval du traitement biologique, le CAP peut être recirculé dans la biologie, afin d’obtenir une charge en CAP plus élevée et ainsi d’améliorer son utilisation. Cela permet également de générer un effet tampon et l’indice de volume de boue a tendance à s’améliorer. Il convient d’autre part de veiller à ce que les bassins de la biologie soient suffisamment grands pour ne pas influencer négativement l’activité biologique (âge de boues aérobies suffisant), car selon la dose de CAP davantage de boues d’épuration sont produites.

Il est important que les eaux usées traitées soient exemptes de charbon actif avant le déversement. Cela signifie que le CAP doit être, si possible, complètement séparé des eaux usées épurées.

Dans le cas du dosage au CAP avant le filtre à sable, le filtre à sable sert aussi bien d’étape d’adsorption que d’étape de séparation du CAP. Jusqu’à présent, les filtres à sable à 2 couches (rétrolavés de manière discontinue) ont fait leurs preuves, aussi bien en termes de rétention du CAP que de rétrolavage des filtres.

De plus amples informations sur les procédés de séparation sont disponibles ici.

Des grandeurs caractéristiques (p. ex. temps de séjour minimal, rétention du CAP, hauteurs du lit filtrant typiques, vitesses de filtration) des projets réalisés sont répertoriées ici.

CAP dans la biologie

Le dosage de CAP dans l’étape biologique (conventionnelle ou biologie membranaire) fonctionne et constitue une bonne alternative, notamment pour les STEP de petite et moyenne taille (p. ex. en cas d’espace réduit). Mais il faut que le procédé de traitement biologique soit adapté et qu’il ait suffisamment de capacité en réserve. Comparés au « procédé d’Ulm », les coûts d’investissement sont plus faibles, mais les coûts d’exploitation sont plus élevés, car une plus grande quantité de charbon actif est nécessaire pour obtenir le même taux d’épuration. Voir les installations à l’échelle industrielle.

Des grandeurs caractéristiques (p. ex. temps de séjour minimal, rétention du CAP, hauteurs du lit filtrant typiques, vitesses de filtration) des projets réalisés sont répertoriées ici.

Le CAP est stocké dans des silos spécialement prévus à cet effet. Toutes les sources d’inflammation doivent être évitées afin de protéger l’installation des feux couvants. Il convient par exemple d’empêcher que des objets métalliques soient sollicités par la tuyauterie et puissent provoquer des étincelles ou que le CAP soit chauffé de manière excessive via l’air de transport du ventilateur sur le véhicule-silo. Il faut par ailleurs veiller à ce que le CAP ne soit pas inhalé. Vous trouverez d’autres consignes de sécurité techniques sur la manipulation du charbon actif ici.

Le dosage de CAP s’effectue en suspension (dosage sûr < 5%, dosage optimal < 1%) ou par mélange dans le jet d’eau. Les expériences montrent que des obstructions peuvent survenir dans le système de dosage du CAP. Une vitesse minimale de 1.5-2 m/s est recommandée pour minimiser les dépôts de CAP dans les conduites de dosage. Par ailleurs, les courbures inutiles et les zones mortes doivent être évitées, car le CAP sédimente à ces endroits. Les pompes doivent être rincées à l’eau avant un arrêt prolongé.

Lors du dosage de CAP dans la biologie, le CAP est dosé dans la zone arrière de la biologie, où une part importante des matières organiques a déjà été éliminée (moins de concurrence avec les matières organiques pour les sites d’adsorption disponibles sur le charbon actif).

L’ajout de coagulant (en règle générale du fer) et, en fonction du procédé de traitement, de floculant (polymères) permet la floculation du CAP, qui se sépare très bien des eaux usées. Lors du dosage de CAP dans l’étape de traitement biologique, l’ajout de coagulant et de floculant doit être évalué au cas par cas.

Le CAP est acheminé vers le traitement des boues avec les boues activées. Le traitement des boues n’est pas influencé négativement (au niveau de la déshydratation et de la valeur calorifique des boues). Aucune redissolution significative des micropolluants fixés au CAP n’a lieu pendant le processus de digestion.

Si le traitement au CAP est placé après l’étape de traitement biologique, le traitement biologique doit être le plus efficace possible par rapport à l’élimination des substances organiques dissoutes (COD) et la séparation des matières solides. En effet, ces facteurs ont une influence directe sur la quantité de CAP à doser et les coûts d’exploitation.

Jusqu’ici, aucune augmentation de l’abrasion des pompes et des conduites par le charbon actif n’a été constatée.

Lors du dosage de CAP dans le traitement biologique, il est important que celui-ci dispose d’un volume suffisant pour que la nitrification ne soit pas influencée négativement. Il est avantageux d’avoir un traitement biologique efficace en termes d’élimination des matières organiques, car le COD a des répercussions directes sur la consommation de CAP. Ce procédé de traitement fonctionne aussi bien avec des systèmes à boues activées conventionnels que des bioréacteurs à membrane (MBR). Nous ne pouvons pas évaluer de manière définitive dans quelle mesure un dosage de CAP direct convient aux systèmes à biofilm. Des projets sont actuellement en cours.

Il est important que les eaux usées traitées soient exemptes de charbon actif avant le déversement. Cela signifie que le CAP doit être, si possible, complètement séparé des eaux usées épurées.

En ce qui concerne le dosage de CAP dans le traitement biologique conventionnel avec boues activées en suspension, une filtration est nécessaire (en plus de la décantation secondaire) pour une séparation efficace du CAP (comme pour les autres procédés de traitement au CAP). Pour ce faire, des filtres sur toile, des filtres à sable gravitaires ou rétrolavés en continu peuvent être utilisés. Dans le cas des bioréacteurs à membrane, la séparation du CAP est effectuée par la membrane d’ultrafiltration.

De plus amples informations sur les procédés de séparation sont disponibles ici.

Des grandeurs caractéristiques (p. ex. temps de séjour minimal, rétention du CAP, hauteurs du lit filtrant typiques, vitesses de filtration) des projets réalisés sont répertoriées ici.