Dimensionnement d'une STEP a boue activée.docx

I-

Calcul de charge polluant :

EAU USEE BRUT DBO5 mg/l DCO mg/l MES mg/l 14/02/2013 5200 9932 600 28/02/2013 4400 9643 598 14/03/2013 7000 10331 888.8 MOYEN 5533 9969 696

Echantillonnage

 Matière volatile en suspension MVS : MVS= MES *0.18= 557mg/l  Azote : En absence d’analyse précises, on considéré comme il généralement recommandé dans la littérature, un rapport N/DBO5 = 0,18 AZOTE = 0.18*5533 =996 kg/j  Débit moyen journalière : 1000 m3/h  Débit de pointe horaire : 240 m3/h

II-

Dimensionnement d’un STEP a boue active à forte charge : 1-degrillage On veut : 

une vitesse de passage v = 0.6 m/s



C = coefficient de colmatage = 0.4



t = 0.4 (tirant d'eau maximal d'eau en amont)



Espace inter barreaux = 10 mm



Épaisseur barreaux = 20 mm



Qph = débit de pointe = 240m3/h



α= 25° (inclinaison de la grille par rapport à l'horizontale)

 Calcul de S (surface minimale de la grille)

S = Qp(m3/s)/(v.O.C) O = espace libre entre barreaux/ (espace libre + épaisseur de barreaux) S = 0.07/(0.6 x 0.333 x 0.4) S = 0.83 m2

Soit L0 la longueur de la grille qui sera mouillée si le tirant d'eau maximal est atteint.

Lo = t/sinα Lo = 0.95 m l=S/Lo l = 0.88 m (largeurs minimales de la grille)

2- Décanteur primaire : On retiendra un décanteur de forme circulaire, pour calculer ses dimensions, on doit tenir compte de deux paramètres principaux, à savoir: tr = temps de rétention de l'eau dans le décanteur t = taux de débordement, qui est défini comme le rapport entre le débit horaire Q (m3/h) et 1m2 de surface horizontale. Ces deux paramètres (tr et t) dépendent du mode de traitement biologique utilisé ultérieurement : (EL KHAOUI H.2000) Mode de traitement

τ (m3/ h / m2)

tr (h)

Boues activées

2 - 2,5

1h30

Lits bactériens

1 - 1,5

2h

Lagunage

< 2,5

*2 h

Dans cette étude, on a opté pour un traitement biologique par boue activé, Pour un meilleur rendement, on prendre tr = 1.3 heur

τ = 2.3 m3/ h / m2 Et une profondeur de : H = 3 m (maximum) Pour le calcul de la section totale du décanteur :

St = Avec Qp= 240m3/h

St = 104.35

Sachant que

St=

; D= √

D = 17m Donc les dimensions de notre décanteur sont : 

D = 12 m



H=3m



τ= 2,3 m3 / h / m2



tr = 1.3 h

3. bassin d’aération : La mise en œuvre du réacteur biologique (ou bassin d’aération) : C’est un bassin composé de bactéries et est alimenté avec des eaux résiduaires le plus souvent prétraitées et aérée de façon artificielle. En sortie de cet ouvrage, les eaux sont composées d’une grande quantité de matière organique bactérienne. Les principales bases de dimensionnement de cet ouvrage : 

Le temps de séjour hydraulique =



La concentration en bactéries ou en matières en suspension (Cm)



La source d’oxygène : indispensable à l’activité bactérienne (bactéries aérobies)

La qualité de l’eau recherchée (plus particulièrement l’eau interstitielle). Dans tous les cas, le réacteur biologique sera suivi d’un bassin de sédimentation

Procédés à boues activées Cm (kg DBO5 /kg MVS.j) Temps de passage (h) X dans le bassin (g/1) Production de boues (kg boues/kg DBO5 réduite) Taux de recyclage des boues (%) Consommation d'O2 (kg O2/ kg DBO5 réduite) Rendement de dépollution (%)

Forte charge Moyenne charge Faible charge 1à5 0.2 à 0.5 0.02 à 0.1 1à2 3à6 10 à 20 1.5à3 3 à5 5à8 0,4 à 0,7 0,3 à 0,5 0,1 à 0,2 60 à 80 0,4 à 0,8

80 à 95 0,8 à 1,2

>95 1.3 à 2

50 à 70

80 à 95

>90

 Besoin en oxygène : Les besoins journaliers en oxygène, permettent d'évaluer le temps minimum de fourniture d'oxygène par jour. Les besoins en pointe horaire en oxygène. Permettent d'évaluer la capacité du dispositif d'aération (aérateur de surface ou insufflation d'air par fines bulles). Les besoins en oxygène se compose de la quantité d'oxygène à fournir pour éliminer la pollution carbonée plus quantité d'oxygène à fournir pour éliminer la pollution azotée. 

Besoin pour la dégradation de la pollution carbonée :

QO2/J = a' Le + b' SV 

Besoin pour la dégradation de la pollution azotée :

QO2/j = C N à nitrifier - C" N', à dénitrifier 

Besoins journalier globaux (traitement du carbone et de l'azote)

QO2/J = a' Le + b' SV + C N à nitrifier - D' N* à dénitrifier Avec : Le = DBO5 dégradée (le rendement est calculé à la fin du dimensionnement).

a' =

coefficient métapolitique (fabrication de matière vivante) ou la quantité oxygène

nécessaire pour oxyder 1 kg de DBO5. b' =

coefficient endogène ou quantité oxygène nécessaire au métabolisme endogène

(minéralisation de la biomasse) de 1 kg de matières volatiles en suspension (M.V.S.) par jour. SV = masse de MVS dans le réacteur biologique (hors zone d'anaérobie) soit bassin d'anoxie + bassin d'aération + Zone de bio sorption + clarificateur. C = taux de conversion de l'azote ammoniacal (N-NH4) en azote nitrique (N-NO3) C = 4.53 kg 02/kg N-NH4 nitrifié.