Traitement des eaux usées : de nombreuses voies d’optimisation énergétique

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Dans le traitement des eaux usées, l’aération des effluents ou la déshydratation des boues sont des étapes énergivores. Diverses solutions d’optimisation existent et intègrent progressivement les filières de traitement.

Le service d’assainissement représente souvent un des postes de consommation énergétique les plus élevés pour les collectivités territoriales. Dans le contexte actuel de hausse du prix de l’énergie, exploitants, constructeurs ou fournisseurs d’équipements sont conscients de la nécessité d’optimiser l’efficacité énergétique des installations de traitement des eaux usées. Ces dernières années, de nombreuses solutions ont ainsi été développées pour réduire l’empreinte énergétique de ces stations. La mise en œuvre de ces procédés est par ailleurs favorisée par les appels d’offres qui obligent désormais les constructeurs et opérateurs à se challenger sur l’optimisation. Cette dernière peut aussi être réalisée grâce à la valorisation d’énergies présentes sur le site, telles que la récupération de chaleur basse sur le process et la production de biogaz.

L’aération, une phase primordiale à réguler
Le premier poste à être concerné par cette recherche d’optimisation est l’aération. Dans le cas des stations à boues activées, les plus répandues en France, il représente 40 à 60 % de la consommation globale en électricité. Injecté dans des bassins, l’air produit par des surpresseurs permet à la biomasse épuratrice (bactéries) de dégrader la matière organique et certains nutriments, notamment l’azote. En général, l’aération est soit contrôlée par horloge, soit régulée par le couple potentiel Redox/seuil O2. Mais avec ces dispositifs, des pics d’aération excessifs sont trop souvent notés, en particulier lors des phases de faible charge. Les opérateurs privés ont donc développé une régulation avancée par la mesure combinée de nitrate et d’ammonium : Amonit chez Veola, Ammonair pour Saur et Greenbass pour Degrémont. Les capteurs plongés dans les boues activées traduisent de manière directe et continue la variation des concentrations en ammonium et nitrates, sous-produits de l’azote. En fonction de ces données, un algorithme ajuste le débit d’air fourni au bassin au plus près des besoins. « Grâce à des informations plus précises et plus élaborées, notre procédé GreenBass offre un gain d’environ 15 % par rapport à une régulation standard optimisée », indique Eric Fievez, responsable Efficacité énergétique chez Degrémont, ajoutant qu’ « il faut se méfier de certains gains anormalement importants annoncés sur des installations mal conçues et régulées jusqu'à présent ».


Des spécialistes de la mesure et de l’analyse comme Hach Lange et Endress+Hauser ont eux aussi développé des systèmes de régulation basés sur les concentrations en nitrates et ammonium. «Notre solution N/DN-RTC offre une optimisation aisée avec une mise en place simple. Ce système prêt à l’emploi peut être intégré dans la construction de petites stations, mais interviendra surtout sur l’optimisation des procédés en rénovation pour toute taille d’ouvrage. Dans ce dernier cas, l’objectif est d’éviter de toucher au système de contrôle/commande existant», pointe Christian Collet, directeur des ventes process France de Hach Lange. Les modules RTC contiennent en effet des boucles de régulation assurant le réglage des ventilateurs afin de maintenir les valeurs de consigne d'oxygène dissous souhaitées. «Ce vrai outil d’optimisation sera par ailleurs suivi pendant quelques mois par Hach Lange pour vérifier sa pertinence et améliorer le pilotage», précise Christian Collet.

Chasser la biomasse en excès dans les bassins d’aération
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Déshydratation et séchage basse consommation
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Le biogaz, premier levier pour la production énergétique
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Lire la suite dans Energie Plus n°526 du 15 mai 2014


 

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