Sa mise au point a eu lieu pendant les premiers mois de 1991, et, depuis le mois de mars, de très bons résultats ont été obtenus à ce titre par le responsable de l’exploitation de la station, le Syndicat Intercommunal de Gestion et d’Entretien des Stations d’Épuration (SIGESE).
Le procédé
Bio-Denitro a été mis au point au Danemark, il y a une quinzaine d’années, et depuis lors un grand nombre de stations incorporant ce procédé ont été construites au Danemark, en Allemagne, en Grèce et en Espagne, tandis que des pays tels que les États-Unis, les Pays-Bas, et maintenant la France, commencent à s’y intéresser.
Cette technique a été conçue pour répondre aux normes de rejet les plus sévères en vigueur au Danemark, où les valeurs limites sont les suivantes (dans certains cas spécifiques, les normes imposées peuvent être plus sévères encore) :
- DB05 : < 20 mg/l
- MES : < 20 mg/l
- N-Global : < 8 mg/l
- P-Total : < 1,5 mg/l
Le système utilisé comporte deux réacteurs identiques fonctionnant en parallèle et un clarificateur. Les deux réacteurs sont pourvus d’un équipement d’oxygénation et d’agitation (figure 2).
Fonctionnement de l’installation
Les deux réacteurs sont reliés entre eux par une conduite ou par une ouverture pratiquée dans la paroi qui les sépare. Les réacteurs peuvent fonctionner par brassage et par alimentation en eaux usées lors de la phase de dénitrification, ou bien avec aération durant la phase de nitrification. Les effluents arrivent dans l’un des deux réacteurs après avoir traversé un distributeur mécanique, et l’évacuation se fait en alternance, par un déversoir réglable, qui équipe chacun des réacteurs.
On peut ainsi régler le sens du passage de l’eau entre le moment où elle pénètre dans le réacteur et celui où elle arrive dans le clarificateur, et ce, à l’aide du distributeur et du déversoir, ce qui permet une construction simple et la commande en souplesse de l’installation ainsi qu’une très grande fiabilité.
L’aération peut se réaliser au moyen de rotors, de turbines, d’air surpressé, etc. Dans la solution par air surpressé, on utilise des membranes en caoutchouc pour éviter tout colmatage au moment de l’arrêt de l’aération, durant la phase de dénitrification.
Le système à chenaux d’oxydation à aération par brosses est ainsi très répandu au Danemark.
[Photo : Figure 1]
Tableau I
Résultats d’analyse (en moyenne sur 24 h) effectuées en mars et avril 1991
| Entrée Station (mg/l) |
Charge (%) |
Sortie Station (mg/l) |
Taux d’épuration (%) |
Normes de rejet (mg/l) |
| DBO₅ : 398 |
56 |
5,2 |
98,7 |
30 |
| DCO : 968 |
56 |
41,0 |
95,8 |
90 |
| MES : 394 |
90 |
6,7 |
98,3 |
30 |
| NH₄ : — |
— |
0,00 |
100,0 |
— |
| NO₂ : — |
— |
0,055 |
— |
— |
| NO₃ : — |
— |
— |
— |
— |
| NTK : 83 |
64 |
4,0 |
95,2 |
— |
| NGL : — |
— |
7,56 |
90,9 |
10 |
| Débit : 1 195 m³ |
— |
— |
66 |
— |
[Photo : Schéma de principe du procédé Bio-Denitro. Les courbes indiquent les concentrations de N-GL, N-NH₄ et N-NO₃ dans les deux bassins. La concentration du rejet de ces bassins correspond aux qualités de rejet.]
La station d’épuration de Queven
La station est conçue pour satisfaire au niveau eNGL2 et à une température du procédé de 8 °C.
Les données de base du traitement sont les suivantes :
- DBO₅ : 850 kg/j.
- DCO : 2 055 kg/j.
- MES : 525 kg/j.
- N global : 155 kg/j.
- Débit : 1 800 m³/j.
Le dimensionnement de la station s’établit comme suit :
- prétraitement : 80 m³
- réacteurs : 2 × 1 500 m³
- brosses : 2 × 9 m (type Krüger) 45/30 kW
- clarificateur : diamètre 24 m, hauteur 2,6 m
- épaississeur : 120 m³
- déshydratation : presse à bandes (type EMO 10150)
L’installation est asservie à un automate programmable. Dans la salle de commande se trouve un clavier à l’aide duquel l’opérateur peut en permanence ajuster la durée de l’opération dénitrification/nitrification, la concentration d’oxygène, le débit de recirculation, le pompage des boues en excès, etc.
Une intervention rapide pour modifier le programme est ainsi possible en cas de variation de charge, ce qui est l’un des plus grands avantages du procédé Bio-Denitro. Cette intervention peut être effectuée depuis un poste Minitel, si une télégestion est installée. Actuellement, la station fonctionne avec un temps de dénitrification de 42 %, qui est proportionné exactement à la charge de N global.
Résultats
Toutes les deux semaines, des analyses sont effectuées sur les eaux brutes et sur les rejets.
Comme il ressort du tableau I, les normes de rejet du niveau eNGL2 sont tout à fait satisfaites. De concert, le SIGESE et Krüger SA devaient essayer dans la période suivante d’optimiser l’élimination de l’azote en augmentant de quelques minutes la durée de la dénitrification et en réduisant de ce fait la durée de la nitrification, le but étant d’atteindre moins de 2 mg NO₃/l, tout en maintenant le taux de NH₄ à zéro, et d’obtenir ainsi un taux d’épuration de plus de 92 % de l’azote (résultat unique en France).
Comparés à ceux obtenus dans les installations classiques en aération prolongée, les résultats obtenus quant à la DBO₅, la DCO et les MES sont déjà au niveau des limites inférieures de ces installations. Cette station est donc l’une des installations de boues activées classiques qui fonctionne le mieux en France (et peut-être même en Europe).
Suivant cet exemple, une station d’épuration pour le traitement des effluents de la commune d’Étréchy (91), de 10 000 eq.h., va être également réalisée prochainement en utilisant le procédé Bio-Denitro.
Par ailleurs, les travaux d’extension de 30 000 à 83 000 eq.h. de la station d’épuration de Nevers qui comporte la mise en œuvre du système Bio-Denipho (la première de ce type en France) viennent de débuter. Une installation de ce modèle est également en cours dans un abattoir de dindes situé à Blancafort (au sud-est d’Orléans), conçue pour 1 200 kg de DBO₅/j. Elle sera mise en service dans le 4ᵉ trimestre 1991.
L’avenir
Ces dernières années, nous avons construit au Danemark plusieurs stations d’épuration basées sur le procédé Bio-Denipho (développement du procédé Bio-Denitro comportant élimination du phosphore), la plus grande station d’épuration de ce type étant celle de Aalborg prévue pour 330 000 eq/h. Une recherche intensive est actuellement en cours pour perfectionner ces divers procédés, notamment par l’emploi de sources de carbone différentes en vue de favoriser l’élimination de l’azote.
