Journée InfoSTEP - 20.06.2017 Essais de dosage CAP sur

Essais Micropolluants STEP de Fribourg 1 20.06.2017 Essais Micropolluants STEP de Fribourg

TRIFORM – STEP DE FRIBOURG

Journée InfoSTEP - 20.06.2017

Essais de dosage CAP sur biofiltres

Marie Horisberger – Triform SA

Raphaël Casazza – Triform SA

Essais Micropolluants STEP de Fribourg 20.06.2017 Essais Micropolluants STEP de Fribourg

1. Introduction

2. But et mise en œuvre des essais

3. Résultats actuels

4. Premières conclusions et suite

5. Plus-value apportée par les essais

6. Questions

Contenu

2


1. Introduction

3

Traitement des micropolluants à la STEP de Fribourg

• OEaux (janvier 2016) et planification cantonale fribourgeoise (mai 2017)

• Critère 2 : Les installations auxquelles sont raccordés 24 000 habitants ou

plus dans le bassin versant de lacs


1. Introduction

4

Etude préliminaire En cours d’élaboration depuis début 2016

Site et contraintes

Débit de dimensionnement

Variantes envisageables

Variantes retenues

Essais

Conclusions et proposition de variantes pour l’avant-projet


1. Introduction

5

Etude préliminaire – évaluation des contraintes

Chaîne de traitement actuelle

• Etape de nitrification sur biofiltres après décantation finale spécifique à

la STEP de Fribourg

• Recirculation sortie biofiltres en QTS entrée biologie (entre 0 et 200%)

Débit constant sur les biofiltres en temps sec

Traitement biologique PompageDécanteur

finalBiofiltres

nitrification

La Sarine

Traitementdes boues


1. Introduction

6

Etude préliminaire – évaluation des contraintes

• Espace disponible restreint


1. Introduction

7

Etude préliminaire – variantes envisagées

• Procédés par oxydation

• Procédés par adsorption sur CAP (CA en Poudre)

• Procédés par adsorption sur CAG (CA en Granulés)

• Procédés combinés


1. Introduction

8

Etude préliminaire – variantes retenues

Essais sur la filière existante

N°

Variante

Essais en cours en Suisse

Essais recommandés à la STEP de Fribourg

1

Ozonation + traitement tertiaire

Projet Re Treat EAWAG

Test ozonation en laboratoire (bromures) avec les eaux usées d'entrée

5

Dosage CAP en biologie + filtration sur biofiltres / sur les biofiltres directement

Essais sur une cellule biofiltre

7

Adsorption sur CAG ou autre système (filtre à CAG, Carboplus, Pulsagreen, Filtraflo Carb, ….)

CAG Bülach mCAG Carboplus Penthaz

Autre système?



9

Buts

• Mesurer l'effet de filtration du CAP (simulation du dosage en biologie)

• Mesurer l’effet de rétention du CAP (simulation du dosage entrée Biofor)

• Mesurer le rendement d'élimination des micropolluants (dosage entrée

Biofor)

• Vérifier si la nitrification n'est pas perturbée

• Surveiller l'évolution des pertes de charge dans les biofiltres en relation

avec la présence de CAP

• Contrôler l'élimination du CAP lors des processus de lavage et les

éventuelles pertes de CAP

• Evaluer la part de CAP dans les MES en sortie de STEP



10

Partenaires

• STEP de Fribourg

• Suez – Degrémont (France)

• Triform SA



11

Estimation des coûts et financement

Coûts: ~300’000 CHF

Financement:

• Ville de Fribourg

• Suez-Degrémont (part de prestations)

• Indemnisation OFEV probables dans le cas de l’octroi pour la réalisation

des micropolluants (75%, y compris essais-pilotes, éléments considérés à

préciser au cas par cas)

• VSA : Analyses thermogravimétriques (à venir)



12

Equipements - Container dosage de

CAP (SCHAUB)

- Dosage de FeCl3

- Sondes UV en entrée et

sortie

- Sonde de turbidité en

sortie

- Mesure de niveau (débit)

d’entrée

- Température, pH

Réactif: Charbon actif en poudre NORIT Sae Super



13

Equipements

Biofor test et

instrumentation



14

Dosage de chlorure ferrique



15

Dosage de CAP



16

Planning

Phase Dosage CAP

[mg/L]

But Echantillons

0 0 Etat initial 0.1 15-17.11.2016

0.2 20-22.11.2016

0.3 22-24.11.2016

1 1 Effet filtration 1.1 10-12.12.2016

1.2 12-14.12.2016

1.3 14-16.12.2016

2 15 Effet filtration et

adsorption

2.1 20-22.03.2017

2.2 22-24.03.2017

2.3 27-29.03.2017

3 10 ou 20 Effet filtration et

adsorption

En cours

Test addition de FeCl3



17

Planning

Réalisé En cours Plannifié

Sept. Oct. Nov. Déc. Jan. Fév. Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept.

Essais labo (sélection charbon)

Equipements, programmation,

essais de fonctionnement

Point zéro (état initial)

Début phase 1 - Dosage 1 mg/L

CAP (effet filtration)

Analyses résultats

intermédiaire, préparation suite

de l'essai

Divers tests (FeCl3, dosage en

gCAP/gCOD, collecte de

données supplémentaires

1mgCAP/L…)

Début phase 2 - Dosage 15

mg/L CAP (effet filtration et

adsorption)

Analyses résultats

intermédiaire, préparation suite

de l'essai

Début phase 3 - adaptation du

dosage selon phase 2 (effet

filtration et adsorption)

Mesures additionnelles

Analyse, interprétation des

résultats, rapport

2016 2017


0.001

0.01

0.1

1

10

100

Co

nc

en

tra

tio

n µ

g/L


18

Caractérisation des eaux d’entrée STEP Micropolluants

• 42 substances analysées au laboratoire de la DGE (canton de Vaud)

9 échantillons (point

zéro + phases 1 et 2)



19


• 12 substances utilisées pour le calcul du bilan (ordonnance du DETEC)





20


• 12 substances utilisées pour le calcul du bilan (ordonnance du DETEC)





21

Taux d’épuration en micropolluants

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

0.1 0.2 0.3 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2

Tau

x d

'ép

ura

tio

n M

P [

%]

Phase des essais

Epuration en biologie (20-61)

Moyenne du groupe 1 Moyenne du groupe 2 Moyenne sur les douze substances



22


5% 4% 3%

25% 24% 26%

82% 85%

91%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0.1 0.2 0.3 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3

Tau

x d

'ép

ura

tio

n M

P [

%]

Phase des essais

Epuration sur le Biofor test (61-91)


Etat initial

1 mg CAP/L 15 mg CAP/L


0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0.1 0.2 0.3 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3

Tau

x d

'ép

ura

tio

n M

P [

%]

Phase des essais

Epuration globale (20-91)



23


Etat initial

1 mg CAP/L

15 mg CAP/L

Exigence

OEaux



24

Corrélation UV - micropolluants

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70%

Tau

x d

’ép

ura

tio

n M

P [

%]

Abattement UV sonde [%]

Etat initial, phase 1 et 2

Moyenne 12 substances [%]



25

Nitrification

L’ajout de charbon actif en poudre ne semble pas influencer la nitrification

pour autant que les charges de dimensionnement ne soient pas dépassées

(arrive parfois à cause d’une charge de centrat trop élevée)



26

Turbidité et MES Sonde turbidité en sortie

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Co

nsig

ne

CA

P [

mg

/L]

Tu

rbid

ité

[F

TU

]

Date

Turbidité sortie [FTU] Consigne CAP



27

Turbidité et MES Analyses MES laboratoire

Augmentation sensible de la charge totale (MES+CAP) entrée du Biofor mais

respect des valeurs de rejet

Part de CAP dans les MES?

N° de

campagne

MES entrée

[mg/L]

MES sortie

[mg/L]

MES Sortie/

MES entrée

0.1 10 7 0.30

0.2 2.5 4.5 -0.80

0.3 7 7 0.00

1.1 9.5 7 0.26

1.2 10.5 8 0.24

1.3 9 9 0.00

2.1 8 8.5 -0.06

2.2 5.5 8 -0.45

2.3 6.5 7 -0.08



28

Turbidité et MES Sonde turbidité sortie

0

10

20

30

40

50

60

0

2

4

6

8

10

12

14

Co

nsig

ne C

AP

[m

g/L

]

Tu

rbid

ité

[F

TU

]

Date


Addition FeCl3



29

Turbidité et MES Sonde turbidité sortie

0

10

20

30

40

50

60

0

2

4

6

8

10

12

14

Co

nsig

ne C

AP

[m

g/L

]

Tu

rbid

ité

[F

TU

]

Date


Addition FeCl3


1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

-10 0 10 20 30 40 50 60 70

Pre

ss

ion

[m

]

Temps [min]

Comparaison 0, 1.5, 10 et 15 mg/L CAP

15ppm 15ppm 10ppm 10ppm+FeCl3

1.5ppm 1.5ppm Etat initial Etat initial


30

Pressions de lavage

Pression min

Temps de vidange

Maturation



31

Un dosage de CAP sur le Biofor en traitement

tertiaire…

• Permet d’atteindre un taux d’élimination satisfaisant les exigences de

l’OEaux.

• Ne semble pas perturber la nitrification.

• Induit une tendance à l’augmentation de la turbidité en sortie. La part de

CAP dans le MES reste à évaluer pour déterminer si une étape de filtration

complémentaire devrait être envisagée.

• Ne modifie pas sensiblement les profils de lavage sur le court terme. Le

CAP est correctement éliminé lors des processus de lavage.



32

Suite de l’étude micropolluants à Fribourg

• Fin des essais

• Résultats de la phase 3 (10 mg CAP/L)

• Analyses thermogravimétriques (projet du VSA en collaboration avec

le laboratoire de T. Wintgens de la fhnw)

• Conclusions et rapport

• Communications des résultats via la plateforme VSA micropoll.ch

• Conclusion de l’étude préliminaire et sélection des variantes d’avant-projet

Essais Micropolluants STEP de Fribourg 20.06.2017 Essais Micropolluants STEP de Fribourg 33

Recherche du procédé le mieux adapté et le plus économique pour une

STEP donnée

Evaluation de nouveaux procédés / de nouvelles configurations

rayonnement au niveau suisse via la plateforme micropoll.ch

Aide à la décision

Facilitation de la démarche d’octroi : le canton et l’OFEV ont connaissance

du projet et du procédé

Familiarisation du maître d’ouvrage et de l’exploitant au traitement des

micropolluants et au(x) procédé(s)



Exemple STEP de Penthaz - CarboPlus Abattement micropolluants – Pilote


0

5

10

15

20

25

50%

55%

60%

65%

70%

75%

80%

85%

90%

95%

100%

Do

sa

ge c

harb

on

[g

/m3

]

Ren

de

me

nt

MP

[%

]

Jours écoulés depuis le début de l'expérience

Débit fixe à 1.5m3/h Débit variable (moyenne journalière 1-1.2 m3/h) Moyenne sur les 12 substances Dosage moyen Essai n°1Dosage moyen Essai n°2


62% 65%

76%

86%

92% 93%

87% 85%

77% 76%

84% 80%

92% 89%

91% 89%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Ren

dem

en

t m

icro

po

llu

an

ts

Jours écoulés depuis le début de l'expérience

35

Exigence

OEaux


Exemple STEP de Penthaz - CarboPlus Abattement micropolluants – Biologie + pilote


Diffusion des résultats

Plateforme micropoll.ch du VSA

Rapport intermédiaire Penthaz

https://www.micropoll.ch/fr/installations-projets/camg/

Prochainement

• Rapport de synthèse des 2 essais

STEP de Penthaz (fin 2017)

• Rapport sur les essais CAP de la Fribourg (fin 2017)

Intérêt pour visiter le pilote de Penthaz pendant l’été 2017? contacter Triform






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