Services Techniques, Ferso-Bio
Service Développement, Luzenac
[Photo : Station d’épuration biologique de Ferso-Bio, 35000 éq.hab]
La charge polluante traitée par la station d’épuration de l’usine d’équarrissage Ferso-Bio à Agen (47) provient essentiellement des condensats issus de la déshydratation des déchets animaux. Construite en 1992, cette installation est dimensionnée pour traiter 14,4 tonnes de DCO et 1620 m³ par semaine.
Problématique de la station d’épuration de Ferso-Bio
En fin d’année 1996, le bon fonctionnement de la station s’est dégradé :
- • En raison d’un important foisonnement filamenteux, la biomasse de cette station présente une décantabilité très faible caractérisée par un indice de boue (noté IB) de 1400 ml/g. Les origines de ce problème sont multiples : nature de l’effluent, variations de la charge organique, contraintes de fonctionnement des aérateurs. La faible décantabilité de la biomasse engendre parfois des pertes de Matières En Suspension (MES) dans le rejet et limite alors les rendements épuratoires.
- • La maîtrise du lit de boue dans le clarificateur.
[Photo : Schéma de principe de la station d’épuration biologique de Ferso-Bio, 35 000 éq.hab]
Le clarificateur impose la limitation du débit à 40 % de la capacité hydraulique nominale de la station, soit 70 % du débit reçu à cette période.
- En raison des départs de MES, la concentration en biomasse dans le bassin d’aération est devenue inférieure à 3 g/l. Le volume du lit de boue dans le clarificateur est ainsi réduit et mieux maîtrisé.
Étant donné le faible débit admissible par le clarificateur (point 2 ci-dessus), les effluents non admis sur la filière biologique sont stockés dans le bassin tampon de 600 m³, puis sont épurés le dimanche lors de l’arrêt de l’usine.
Dans ces conditions, il est clair que la gestion de la station devient très contraignante. Soucieux du respect de l’environnement, Ferso-Bio a cherché une solution économique pour résoudre rapidement et durablement ce problème soudain. L’emploi d’un agent lestant et structurant pour maîtriser la décantation des boues s’est alors imposé pour s’affranchir des mauvaises performances de décantation des bactéries. L’utilisation d’un tel additif, s’il est efficace, doit permettre à l’exploitant de gérer normalement sa station, sans devoir modifier les structures, et ainsi s’affranchir d’investissements non productifs.
La société Ferso-Bio s’est donc tournée vers l’Aquatal® dont l’efficacité était prouvée dans des situations similaires, en particulier dans des stations recevant des effluents agro-alimentaires tels que ceux issus de l’abattoir de volailles de Saint-Nicolas-du-Pelem (Côtes d’Armor), ou de la charcuterie industrielle de Bodegraven (Pays-Bas).
Mise en œuvre et résultats
A) Pré-étude : intérêts de l’Aquatal® pour Ferso-Bio
Une série de tests de décantation en éprouvette réalisés en janvier 1997 a montré que le dosage d’Aquatal® permettait :
- de diviser la phase de coalescence par 10,
- de multiplier la vitesse maximale de sédimentation par 3,5,
- de réduire de 60 % le volume occupé par les boues après décantation.
[Photo : Graphe 1 : Courbes de Kynch obtenues lors des tests de décantation en éprouvette avec une dilution des boues par 6 et une concentration initiale de 3,1 g/l de biomasse]
[Photo : Matériel de mise en œuvre pour l’injection initiale en vrac et pour les dosages d’appoint en sacs]
[Photo : Photos 4 et 5 : Observation microscopique de la boue activée sans Aquatal® (07/02/97) et avec Aquatal® (13/03/97) Grossissement : x 125]
[Photo : Graphe 2 : Amélioration immédiate de l’Indice de boue et du volume corrigé]
[Photo : Graphe 3 : Augmentation rapide de la profondeur du lit de boue dans le clarificateur]
[Photo : Graphe 4 : Fiabilisation immédiate de la qualité du rejet]
[Photo : Graphe 5 : De 500 mg/l le lendemain de la première injection, l’indice de boue s’est stabilisé à 200 mg/l de biomasse après deux âges de boue]
La relation expérimentale entre la vitesse admissible dans le clarificateur et la décantabilité des boues (établie par le Cemagref sur une centaine de stations d’épuration) permet d’estimer que le débit maximal admissible au clarificateur est augmenté de 5 à 13 m/h.
L’emploi d’Aquatal® a donc pour objectifs premiers d’assurer la décantation des boues malgré la présence de nombreux filaments et de stopper les départs de boue.
Ces améliorations permettront par la suite d’accepter des débits horaires croissants sur les ouvrages, puis d’augmenter progressivement le taux de boue afin de dégrader correctement la pollution rejetée par l’usine d’équarrissage.
B) Mise en œuvre
Sur la base des résultats de l’audit préliminaire, une première injection de 16 tonnes d’Aquatal® a été réalisée en février 1997, suivie de dosages journaliers correspondant, en masse, à 35 % de la charge organique entrante. La première injection est réalisée en quelques heures à l’aide d’un système de mouillage spécifique, placé directement en sortie de camion-citerne (photo 2).
Les injections d’appoint sont effectuées à l’aide d’une unité mobile de mouillage et d’injection (photo 3).
Résultats obtenus en station
Arrêt immédiat des départs de boue
Dans un premier temps, les particules d’Aquatal® se fixent à la surface de flocs existants et engendrent la formation d’agrégats.
Mieux structurée et lestée, la boue activée présente immédiatement une meilleure décantabilité puisque l’indice de boue, calculé par rapport à la biomasse, est divisé par deux dès le lendemain de l’injection initiale. L’injection initiale a permis de lester rapidement le lit de boue dans le clarificateur, de le compacter, et d’amener le front de séparation solide-liquide, initialement situé à moins de 10 cm de la surface, à 40 cm de profondeur en moins de quatre jours.
Tout ceci a été réalisé en maintenant le même débit traité.
La meilleure séparation solide-liquide dans le clarificateur s’est traduite par un arrêt
[Photo : Observation microscopique de la boue activée sans Aquatal® (le 7/02/97) et après 8 mois d'emploi d’Aquatal®. Grossissement : x 500]
Immédiat et total des départs de boue, ainsi que par l'amélioration des rendements épuratoires en DCO et MES.
Deux mois après le début du traitement, un audit réalisé par Degrémont, constructeur de la station, a permis de vérifier l’absence de dépôts en fond de bassin d’aération et de zone anoxique.
Fiabilisation complète de la station
Les particules d’Aquatal® agissent non seulement comme agent lestant mais aussi comme support bactérien en se recouvrant progressivement d’un biofilm.
Elles servent également de point de nucléation pour les nouveaux flocs en croissance.
Des observations microscopiques permettent de constater que les filaments, toujours présents, sont progressivement piégés dans les macro-flocs structurés par l’Aquatal®.
Dès la première injection d’Aquatal®, le 7 février 1997, les départs de boues ont été stoppés. Après les deux âges de boue de stabilisation, la qualité du rejet a été totalement fiabilisée. Pendant l’été 1998, un essai de réduction des dosages d’Aquatal® a clairement confirmé qu'il faut doser 350 kg d’Aquatal® par tonne de DCO entrante pour maîtriser la décantation dans la station de Ferso-Bio :
- • des dosages inférieurs ne permettent pas de garantir la maîtrise totale du lit de boues, recherchée par l'exploitant,
- • les conséquences d'un sous-dosage ponctuel, telles que rencontrées lors des expérimentations, sont rapidement contrôlées par une rectification du dosage d’Aquatal®.
En dehors de cette période d’essai de dosage de l’additif, les concentrations en MES et DCO ont toujours été inférieures aux normes imposées.
[Photo : Multiplication du débit traité par 3...]
[Photo : ... avec un rejet conforme aux normes]
[Photo : Aspect du clarificateur depuis l’emploi d’Aquatal®]
Conclusion
En fin d’année 1996, la station d’épuration de Ferso-Bio ne pouvait accepter plus de 40 % de sa capacité hydraulique sans départs de MES.
La seule solution proposée consistait alors en la construction d’un nouveau clarificateur. Or, depuis le début de l’année 1997, l’emploi d’Aquatal® fiabilise le fonctionnement de la station d’épuration de Ferso-Bio : l’indice de boue a été divisé par 7 et la maîtrise de la décantation des boues a permis de multiplier par 3 le débit admissible par le clarificateur secondaire (de 5 à 15 m/h). Le lit de boue reste stable et la qualité du rejet est toujours conforme aux normes imposées, sans création de dépôt. Pour Ferso-Bio, l’Aquatal® est une solution rapide à tester, performante et souple. Elle permet en particulier de repousser les investissements lourds liés à l’agrandissement des installations.
