Bilan d'exploitation d'un atelier de déshydratation

La station d’épuration d’Idron, d’une capacité nominale de 10 000 ÉqH, située dans le département des Pyrénées-Atlantiques (64), traite les eaux usées de six communes situées à la périphérie de la ville de Pau. Elle est gérée par le Syndicat d’Assainissement de la Plaine de l’Ousse (SAPO) qui délègue son exploitation par contrat d’affermage à la SOBEP, filiale de Lyonnaise des Eaux.

En 2006, après une étude technico-économique poussée, le SAPO a lancé un appel d’offres pour la réalisation d’un atelier de déshydratation permettant d’évacuer une partie de ses boues vers l’incinérateur de Lacq géré par le Syndicat Mixte de Traitement des Boues (SMTB) dont le SAPO est membre. L’autre partie des boues étant acheminée vers la plateforme de compostage de Pontacq.

Les boues déshydratées

devaient avoir une siccité comprise entre 18 et 23 % afin de satisfaire aux critères de l’incinérateur. Après plusieurs essais pilotes concluants, Adequatec a participé au concours et l’a remporté. L'atelier de déshydratation, livré clé en main, a été mis en route début 2007. Son exploitation est depuis assurée par Lyonnaise des Eaux qui a fourni les données exposées dans cet article.

Une siccité stable en sortie malgré la variabilité de la concentration initiale des boues

L'atelier se compose d'une unité automatique de déshydratation des boues de type Adequapress DH3200 ayant une capacité nominale de 80 kg MS/h (plus de 100 kg MS/h en pointe), de deux pompes volumétriques d’alimentation en boues, d'un skid de préparation et de dosage de polymère ainsi que d’une vis de convoyage des boues vers deux bennes remplies en alternance. L'unité de déshydratation, compacte, a pu être installée en hauteur, au-dessus des bennes, sur une passerelle en acier galvanisé muni de caillebotis.

métriques (une en secours) qui extraient les boues du puits de recirculation à une concentration variable entre 4 et 8 g/l. Les boues sont introduites tangentiellement dans un réacteur de floculation muni d’un dispositif d’agitation lente dont la vitesse est réglable. Ce réacteur, spécialement conçu par Adequatec, dispose à sa base d'une zone de mélange intensif suivie d’une zone piston plus calme, où le floc grossit et se densifie en remontant vers le déversoir de répartition entre les deux tambours filtrants de l'unité de déshydratation. La qualité du floc peut être contrôlée visuellement et permet à un opérateur non qualifié d'optimiser le dosage des réactifs et éviter sa surconsommation.

Alexandre Peulon, chef d’exploitation, dit « apprécier le calme et le silence qui règnent dans l'atelier et plus particulièrement la stabilité des performances de l’Adequapress face aux variations de charge ». Il observe également « l’absence d'odeurs et la propreté de l’atelier qui épargne au personnel des heures de corvées de nettoyage au karcher », comme il est de coutume sur les ateliers de déshydratation de boues.

Son chef d’usine, Raymond Chagot, se félicite de son côté des gains de temps liés à l'absence d'incidents techniques et de la disponibilité accrue de son personnel qui peut désormais se consacrer à des tâches plus nobles comme l’optimisation du process et l’amélioration de performances de traitement. « Nous sommes vraiment satisfaits ».

Du fonctionnement de l’Adequapress, la siccité obtenue répond parfaitement à nos exigences, son utilisation est très simple et son coût de fonctionnement faible. Je ne regrette absolument pas d’avoir fait le choix de cette technique innovante», indique Hubert Lassegues, président du SAPO. Le tableau 1 donne les puissances installées ainsi que les énergies consommées des différents équipements de l’atelier de déshydratation.

L’atelier complet consomme au total 4 kWh pour la production de 80 à 100 kg de matières sèches (MS) par heure, soit moins de 50 Wh par kg de MS. De cette consommation nettement en dessous de toute autre technologie, seul 15 % revient à l’Adequapress, soit moins de 8 Wh par kg de MS. Cette efficacité énergétique constitue un atout technologique certain qui surpasse l’ensemble des technologies existantes et notamment la centrifugation dont la consommation électrique est d’au moins un ordre de grandeur au-dessus.

Le graphique n° 1 ainsi que le tableau 2 montrent l’évolution des données d’exploitation de la station d’Idron sur les neuf premiers mois de l’année 2008. Le tableau 2 donne en plus les données relatives aux tonnages de boues permettant d’obtenir des valeurs moyennées ainsi que des ratios très intéressants. On constate sur le graphique une grande stabilité de la siccité en sortie et ce malgré une grande variabilité de la concentration initiale des boues et de la charge massique appliquée à l’Adequapress. Par souci de simplicité dans l’exploitation, le taux de traitement en polymère n’était ajusté qu’au-delà d’une certaine limite sans que cela nuise à la siccité finale.

Les données de ce tableau sont obtenues par les mesures quotidiennes qu’effectue l’exploitant et recoupées par les relevés et bilans effectués sur les différents compteurs, les achats de consommables et les pesées de camion-bennes. Ils confortent largement le bilan d’exploitation satisfaisant de l’Adequapress :

• • Une consommation électrique inférieure à 10 Wh par kg de MS ;
• • Une consommation de polymère autour de 7 kg de polymère actif par tonne de MS ;
• • Une consommation d’eau quasi négligeable, moins de 15 litres par tonne de MS ;
• • Une siccité très stable autour de la valeur consigne fixée ici par l’exploitant à 18,5 % ;
• • Aucun incident d’exploitation depuis la mise en route intervenue 18 mois auparavant.

Des tambours à disques autonettoyants et incolmatables

La technologie des presses vis Adequapress séduit les exploitants par ses performances, sa fiabilité, sa sobriété énergétique et son faible coût de fonctionnement. Cet engouement se traduit sur le terrain par de nouvelles prises de commandes, comme celle récemment passée par la communauté d’agglomération de Bourges, la petite commune de Saint-Guilhem-le-Désert (84) ou encore Lyonnaise des Eaux à Grasse (06).

La spécificité des Adequapress réside dans la conception de leur tambour à disques autonettoyant et incolmatable. Contrairement aux tambours filtrants qui utilisent des toiles ou des grilles perforées vouées à un colmatage inéluctable, le tambour est formé d’une alternance, précise à la dizaine de microns près, d’anneaux fixes et d’anneaux mobiles assurant la filtration des boues préalablement floculées. La qualité de la filtration est accrue par un phénomène de pont hydraulique créé par une couche de boues qui se trouve confinée entre les surfaces planes des anneaux en mouvement. Le perméat cheminant au travers de cette couche dynamique subit une filtration poussée améliorant nettement le rendement massique des Adequapress.

De plus, aucun système de lavage continu ou discontinu n’est nécessaire, car le glissement continu des anneaux mobiles entre les anneaux fixes nettoie en permanence l’espace libre entre les anneaux à la manière d’un racleur mécanique. L’aspersion de quelques litres d’eau par tambour toutes les heures sert uniquement à maintenir un aspect extérieur propre de celui-ci et évite l’apparition de toute source de nuisances olfactives.

[Tableau 2 : Les données relatives aux tonnages de boues permettant d’obtenir des valeurs moyennées ainsi que des ratios intéressants] (Données d’exploitation de l’atelier d’Idron (64) – Période du 2 janv. au 30 sept. 2008)

Les boues déshydratées sont convoyées à l'intérieur du tambour par une vis sans fin à pas variable. On crée ainsi une mise en pression progressive des boues et une évacuation très efficace de l'eau interstitielle libérée.

Enfin, un disque occulteur réglable posé au droit de la sortie du tambour complète le dispositif et permet d'ajuster au pourcentage près la siccité finale souhaitée. Comme le montrent les bilans d'exploitation sur plusieurs sites, les Adequapress sont économes en énergie (8 à 15 Wh par kg de MS déshydratées) et en réactifs (5 à 7 kg PA/tonne de MS). Ces unités, prêtes à être raccordées hydrauliquement et électriquement, fonctionnent en automatique 24 h/24 sans nuisance olfactive, sonore ou vibratoire. Fiables et performantes, ces unités délivrent un taux de disponibilité proche des 100 %.

Les épaississeurs dynamiques avec tambour à disques autonettoyant de la gamme TH épaississent des boues même très diluées jusqu'à des siccités allant de 5 à 10 %. Ils sont utilisés aussi bien pour les petites que les très grandes stations d'épuration où ils fonctionnent 24 h/24.

Ainsi, trois épaississeurs Adequapress TH3300 d'une capacité unitaire de 2 500 kg/h équipent la station centrale de la ville de Saint-Pétersbourg qui a été réalisée par Veolia Water. En France, une nouvelle installation de 80 000 EqH est en train d'être livrée sur un site prestigieux de la Côte d'Azur.

La gamme Adequapress DH permet quant à elle d'atteindre 18 à 30 % de siccité selon la nature des boues. Témoin de son succès, le service technique de la communauté d'agglomération de Bourges a choisi de s'équiper. Ces unités, de par leur compacité et leur besoin minime en puissance électrique, conviennent aussi aux applications de déshydratation mobile. Adequatec vient ainsi de livrer une unité de déshydratation mobile à la commune de Saint-Guilhem-le-Désert dans le département de l'Hérault (34). L'unité est installée sur une petite remorque du commerce ayant un plateau de 4,5 m² et un PTAC de 750 kg lui permettant d'être tractée par des véhicules de tourisme et avec un permis B.

Une nouvelle gamme Adequapress H, destinée aux petites et moyennes stations d'épuration, permet d'épaissir ou de déshydrater les boues de manière réversible avec une seule machine.

Les boues déshydratées issues de ces équipements ont une texture granuleuse et sont d'une maniabilité aisée. Elles sont non mouillantes et non collantes car toute l'eau interstitielle est extraite sans que les cellules ne soient écrasées.