FR2676044A1 - BIOLOGICAL NITRIFICATION / DENITRIFICATION PLANT FOR THE TREATMENT OF WASTEWATER, WATER TREATMENT PROCESS USING THE SAID PLANT. - Google Patents
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Abstract
Description
INSTALLATION DE NITRIFICATION/DENITRIFICATION BIOLOGIQUE
POUR LE TRAITEMENT DES EAUX USEES, PROCEDE DE TRAITEMENT
DES EAUX UTILISANT LADITE INSTALLATION
L'Invention est relative à une installation de traitement de l'azote contenu dans les eaux usées d'origine urbaine ou industrielle.BIOLOGICAL NITRIFICATION / DENITRIFICATION PLANT
FOR THE TREATMENT OF WASTEWATER, TREATMENT PROCESS
WATERS USING THE SAID INSTALLATION
The invention relates to an installation for treating the nitrogen contained in wastewater of urban or industrial origin.
Les eaux usées contiennent différents composés azotés tels que des protéines, des acides aminés, des amines, de l'urée, des sels d'ammonium. Wastewater contains different nitrogen compounds such as proteins, amino acids, amines, urea, ammonium salts.
L'élimination de cette pollution azotée est classiquement effectuée par l'action de certaines bactéries, lors d'un processus connu sous le nom de nitrification/dénitrification. The elimination of this nitrogen pollution is conventionally carried out by the action of certain bacteria, during a process known as nitrification / denitrification.
La première partie de ce processus, ou nitrification, se déroule en conditions aérobies ; l'azote ammoniacal est oxydé en nitrites par des bactéries telles que les Nitrosomas, puis en nitrates par des bactéries du type Nitrobacter. The first part of this process, or nitrification, takes place under aerobic conditions; ammoniacal nitrogen is oxidized to nitrites by bacteria such as Nitrosomas, then to nitrates by bacteria of the Nitrobacter type.
Le deuxième stade de ce processus, la dénitrification, s'effectue en conditions anaérobies. En l'absence d'oxygène, des bactéries hétérotrophes, anaérobies facultatives, tirent leur énergie de la réduction des nitrates en nitrites, puis en azote. The second stage of this process, denitrification, takes place under anaerobic conditions. In the absence of oxygen, heterotrophic bacteria, facultative anaerobes, derive their energy from the reduction of nitrates into nitrites, then nitrogen.
Au cours de cette étape, les bactéries dénitrifiantes utilisent également un substrat carboné comme donneur d'électron. Ce processus contribue donc également à l'élimination de la DBO des eaux traitées. During this step, the denitrifying bacteria also use a carbonaceous substrate as an electron donor. This process therefore also contributes to the removal of BOD from treated water.
L'ensemble du processus de nitrification/ dénitrification est très sensible à différentes variables du milieu réactionnel ; le pH, la température, le potentiel d'oxydoréduction, la présence d'oxygène (qui inhibe la dénitrification). Ces variables sont sous l'influence de conditions extérieures telles que le climat, ou la composition des effluents à traiter, et dépendent également des différentes souches bactériennes présentes dans le milieu réactionnel. The entire nitrification / denitrification process is very sensitive to different variables of the reaction medium; pH, temperature, redox potential, presence of oxygen (which inhibits denitrification). These variables are under the influence of external conditions such as the climate, or the composition of the effluents to be treated, and also depend on the various bacterial strains present in the reaction medium.
Un équilibre entre ces souches doit être établi à chaque étape pour maintenir, en particulier, des conditions de pH et de potentiel d'oxydoréduction satisfaisantes. A balance between these strains must be established at each step in order to maintain, in particular, satisfactory pH and redox potential conditions.
Traditionnellement, les procédés de nitrification/dénitrification sont mis en oeuvre dans des bassins à boue activée. Toutefois, ces équipements ne fonctionnent de façon satisfaisante qu'à faible charge (0,2 à 0,3 kg d'azote transformé/m3 de réacteur/jour pour l'étape de nitrification ; 1 à 1,5 kg d'azote transformé/m3 réacteur/jour pour l'étape de dénitrification). Traditionally, nitrification / denitrification processes are carried out in activated sludge tanks. However, this equipment only works satisfactorily at low load (0.2 to 0.3 kg of transformed nitrogen / m3 of reactor / day for the nitrification step; 1 to 1.5 kg of transformed nitrogen / m3 reactor / day for the denitrification step).
Des réacteurs à lit bactérien fixe ont également été développés. Ces équipements peuvent fonctionner à des charges 5 fois plus élevées que les précédents. Toutefois, le gain de compacité ainsi obtenu n'est pas suffisant pour permettre le traitement d'effluents sur les sites industriels, où la surface au sol disponible est faible. Fixed bacterial bed reactors have also been developed. This equipment can operate at loads 5 times higher than the previous ones. However, the gain in compactness thus obtained is not sufficient to allow the treatment of effluents on industrial sites, where the available floor area is small.
D'autre part, l'utilisation de réacteurs à lit bactérien fluidisé a été proposée pour éliminer la pollution carbonée. Ces réacteurs présentent l'avantage d'avoir un encombrement au sol bien moindre que les bassins à boue activée et les réacteurs à lit bactérien fixe, tout en permettant des taux d'épuration de la pollution comparables. On the other hand, the use of reactors with a fluidized bacterial bed has been proposed to eliminate carbon pollution. These reactors have the advantage of having a much smaller footprint than activated sludge tanks and fixed bacterial bed reactors, while allowing comparable pollution purification rates.
La Demande de Brevet Européen 0090 450 au nom de GIST-BROCADES qui a pour objet un réacteur à lit bactérien fluidisé, cite en art antérieur différentes réalisations effectuées dans ce domaine, et indique également les problèmes posés sur l'utilisation des lits fluidisés biologiques. European Patent Application 0090 450 in the name of GIST-BROCADES, which relates to a fluidized bacterial bed reactor, cites in the prior art various embodiments carried out in this field, and also indicates the problems posed on the use of biological fluidized beds.
Ces problèmes résident essentiellement dans la difficulté d'assurer une fluidisation homogène des particules constituant le lit fluidisé, ainsi qu'une fixation optimale des bactéries sur ces particules, en une couche ni trop mince, ni trop épaisse, l'ensemble devant assurer des conditions optimales pour la-meilleure dégradation du substrat (effluents à traiter) par les bactéries. These problems lie essentially in the difficulty of ensuring a homogeneous fluidization of the particles constituting the fluidized bed, as well as an optimal fixation of the bacteria on these particles, in a layer that is neither too thin nor too thick, the whole having to ensure the correct conditions. optimal for the best degradation of the substrate (effluents to be treated) by bacteria.
Il apparaît toutefois que les solutions qui ont été proposées concernent essentiellement des installations de traitement de la pollution carbonée, et ne sont pas directement adaptables au traitement de la pollution azotée, qui fait appel à d'autres microorganismes, exigeant des conditions différentes
Les Inventeurs ont maintenant mis au point un dispositif de traitement des eaux, spécialement adapté pour la mise en oeuvre des processus de nitrification/ dénitrification biologiques.It appears, however, that the solutions which have been proposed relate essentially to installations for the treatment of carbon pollution, and are not directly adaptable to the treatment of nitrogen pollution, which uses other microorganisms, requiring different conditions.
The inventors have now developed a water treatment device, specially adapted for the implementation of biological nitrification / denitrification processes.
La présente Invention a pour objet une installation de nitrification/dénitrification biologique pour le traitement des eaux usées, laquelle installation comprend au moins un réacteur de nitrification et un réacteur de dénitrification, dont l'un au moins est à lit fluidisé, ainsi que des moyens usuels d'apport et de rejet des effluents et des gaz, et de contrôle du processus et est caractérisée en ce que
- dans chacun des réacteurs montés en double cascade, la biomasse est fixée sur les particules d'un lit fluidisé constitué par un support poreux, de densité spécifique comprise entre 1700 et 3000 kg/m3, de porosité massique totale comprise entre 300 et 700 mm3/g, et de granulométrie moyenne comprise entre 200 et 600 pin pour le réacteur de nitrification et 400 et 1000Fm pour le réacteur de dénitrification
- un circuit de recyclage est associé à chaque réacteur
- un circuit permet d'assurer la communication entre les deux réacteurs chacun de ces circuits étant muni d'un dispositif de contrôle du débit. The subject of the present invention is a biological nitrification / denitrification installation for the treatment of wastewater, which installation comprises at least one nitrification reactor and one denitrification reactor, at least one of which has a fluidized bed, as well as means usual effluent and gas input and discharge, and process control and is characterized in that
- in each of the reactors mounted in a double cascade, the biomass is fixed on the particles of a fluidized bed consisting of a porous support, with a specific density of between 1700 and 3000 kg / m3, with a total porosity of between 300 and 700 mm3 / g, and with an average particle size between 200 and 600 μm for the nitrification reactor and 400 and 1000Fm for the denitrification reactor
- a recycling circuit is associated with each reactor
a circuit ensures communication between the two reactors, each of these circuits being provided with a flow control device.
Les caractéristiques du support poreux sur lequel sont fixées les bactéries ont été choisies en fonction des besoins spécifiques des bactéries nitrifiantes et dénitrifiantes, pour leur assurer des conditions optimales de croissance et d'action. The characteristics of the porous support on which the bacteria are attached were chosen according to the specific needs of nitrifying and denitrifying bacteria, to ensure them optimal conditions for growth and action.
Selon un mode de réalisation préféré de l'Invention, la porosité massique totale du support de fixation des bactéries est la somme
- d'une porosité correspondant à des pores de diamètre inférieur à 1clam comprise entre 60 et 110 mm3/g),
- d'une porosité correspondant à des pores de diamètre compris entre 1 et 10 Rm comprise entre 20 et 40 mm3/g),
- d'une porosité correspondant à des pores de diamètre supérieur à 10 Rm comprise entre 310 et 550 mm3/g).According to a preferred embodiment of the invention, the total porosity by mass of the support for fixing the bacteria is the sum
- a porosity corresponding to pores with a diameter of less than 1clam between 60 and 110 mm3 / g),
- a porosity corresponding to pores with a diameter between 1 and 10 Rm between 20 and 40 mm3 / g),
- a porosity corresponding to pores with a diameter greater than 10 Rm between 310 and 550 mm3 / g).
Selon une disposition préférée de ce mode de réalisation, le support de fixation des bactéries est constitué par de l'argile cuite broyée. According to a preferred arrangement of this embodiment, the support for fixing the bacteria consists of crushed fired clay.
Les Inventeurs ont constaté que, de façon surprenante, l'argile cuite généralement utilisée pour la réalisation de revêtements de cours de tennis, convenait particulièrement pour la réalisation du support de fixation des bactéries. The inventors have observed that, surprisingly, the fired clay generally used for producing tennis court coverings is particularly suitable for producing the support for fixing bacteria.
Les circuits de recyclage permettent d'optimiser les conditions hydrauliques dans chacun des réacteurs, en permettant la régulation de la fluidisation et contribuent à assurer, dans chaque réacteur, des conditions optimales de pH, et de dilution des différents formes d'azote présentes dans l'effluent. The recycling circuits make it possible to optimize the hydraulic conditions in each of the reactors, by allowing the regulation of the fluidization and help to ensure, in each reactor, optimal conditions of pH, and of dilution of the different forms of nitrogen present in the reactor. 'effluent.
L'Invention a également pour objet un procédé de purification des eaux usées, lequel procédé est caractérisé
- en ce qu'il utilise l'installation de nitrification/dénitrification décrite plus haut,
- en ce que, dans le réacteur de nitrification, les conditions de croissance des bactéries sur le support solide sont contrôlées de manière à obtenir une concentration en biomasse, (exprimée en poids de matière organique) de 10 à 15 g/l et une épaisseur de biofilm comprise entre 10 et 20 ;; le débit de l'effluent à traiter et/ou le débit de effluent provenant du circuit de recyclage sont régulés de façon à assurer une vitesse de fluidisation comprise entre 10 et 30 m/h,
- et en ce que, dans le réacteur de dénitrification, les conditions de croissance des bactéries sur le support solide sont contrôlées de façon à obtenir une concentration en biomasse de 15 à 30 g/l et une épaisseur de biofilm comprise entre 100 et 250;im ; le débit de effluent provenant du réacteur de nitrification et/ou le débit de l'effluent provenant du circuit de recyclage sont régulés de façon à assurer une vitesse de fluidisation comprise entre 25 et 70 m/h.The subject of the invention is also a process for purifying wastewater, which process is characterized
- in that it uses the nitrification / denitrification installation described above,
- in that, in the nitrification reactor, the conditions for the growth of bacteria on the solid support are controlled so as to obtain a biomass concentration (expressed by weight of organic matter) of 10 to 15 g / l and a thickness of biofilm between 10 and 20 ;; the flow rate of the effluent to be treated and / or the flow rate of effluent coming from the recycling circuit are regulated so as to ensure a fluidization speed of between 10 and 30 m / h,
- And in that, in the denitrification reactor, the conditions for the growth of bacteria on the solid support are controlled so as to obtain a biomass concentration of 15 to 30 g / l and a biofilm thickness of between 100 and 250; im; the flow rate of effluent coming from the nitrification reactor and / or the flow rate of the effluent coming from the recycling circuit are regulated so as to ensure a fluidization speed of between 25 and 70 m / h.
La présente Invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère, d'une part aux dessins annexés et d'autre part, à un exemple de réalisation et d'utilisation d'une installation conforme à l'invention. The present invention will be better understood with the aid of the additional description which follows, which refers, on the one hand to the appended drawings and on the other hand, to an embodiment and use of an installation in accordance with invention.
I1 va de soi toutefois que les dessins annexés et l'exemple qui va suivre sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'Invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. It goes without saying, however, that the appended drawings and the example which will follow are given solely by way of illustration of the subject of the invention, of which they in no way constitute a limitation.
La figure 1 représente une installation conforme à l'invention. FIG. 1 represents an installation in accordance with the invention.
Une canalisation (1) assure l'arrivée de l'effluent provenant du réacteur de dénitrification dans un distributeur (2) placé au fond du réacteur de nitrification (3) contenant les particules solides (4) sur lesquelles sont fixées les bactéries nitrifiantes. Un circuit d'aération (5) assure l'apport d'air dans ce réacteur. Un circuit de recyclage (6) qui peut être ouvert ou fermé à volonté s'ouvre en sortie du réacteur et aboutit dans le distributeur (2). Un conduit (7) permet la sortie de l'air appauvri en oxygène. Un circuit (8) permet le recyclage d'une partie de l'effluent traité vers le dispositif de distribution (9) placé en base du réacteur de dénitrification (10). Une conduite (15) permet l'évacuation de l'effluent traité. A pipe (1) ensures the arrival of the effluent from the denitrification reactor in a distributor (2) placed at the bottom of the nitrification reactor (3) containing the solid particles (4) on which the nitrifying bacteria are fixed. An aeration circuit (5) ensures the supply of air into this reactor. A recycling circuit (6) which can be opened or closed at will opens at the outlet of the reactor and ends in the distributor (2). A duct (7) allows the exit of the oxygen-depleted air. A circuit (8) allows the recycling of part of the treated effluent to the distribution device (9) placed at the base of the denitrification reactor (10). A pipe (15) allows the evacuation of the treated effluent.
Le réacteur de dénitrification est également pourvu d'un circuit de recyclage (11), d'un circuit (12) permettant l'apport d'un substrat carboné (par exemple l'effluent brut), d'une sortie (13) des gaz résultant de la fermentation (N2 + CO2), d'une entrée (14) de effluent à traiter et d'une sortie (1) de l'effluent vers le réacteur de nitrification (3). The denitrification reactor is also provided with a recycling circuit (11), a circuit (12) allowing the supply of a carbonaceous substrate (for example the raw effluent), an outlet (13) of gas resulting from fermentation (N2 + CO2), from an inlet (14) of effluent to be treated and from an outlet (1) of the effluent to the nitrification reactor (3).
EXEMPLE DE REALISATION D'UNE INSTALLATION CONFORME A
L'INVENTION
A. - CARACTERISTIOUES DE L'EFFLUENT A TRAITER
ORIGINE DE L'EFFLUENT : PROCESS CHIMIQUE, NOTAMMENT
PETROCHIMIE, NUCLEAIRE OU PHARMACIE
Effluent : Rejet de la station d'épuration de l'usine (sortie clarificateur) avec fourniture éventuelle de DCO complémentaire pour l'étape de dénitrification, par apport d'effluent brut en sortie de neutralisation
- EFFLUENT A TRAITER ~~~~~~
THE INVENTION
A. - CHARACTERISTICS OF THE EFFLUENT TO BE TREATED
ORIGIN OF THE EFFLUENT: CHEMICAL PROCESS, IN PARTICULAR
PETROCHEMICAL, NUCLEAR OR PHARMACY
Effluent: Discharge from the plant's purification station (clarifier outlet) with possible supply of additional COD for the denitrification stage, by supply of raw effluent at the neutralization outlet
- EFFLUENT TO BE TREATED ~~~~~~
<tb> VALEURS <SEP> MOYENNES <SEP> VALEUR <SEP> MAXIMUM
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<tb> - <SEP> DB05 <SEP> : <SEP> 200 <SEP> mg/l <SEP> 400 <SEP> mg/l
<tb> - <SEP> NH4 <SEP> : <SEP> 300 <SEP> mg/l <SEP> 450 <SEP> mg/l
<tb> - <SEP> MES <SEP> :200 <SEP> mg/l <SEP> 800 <SEP> mg/l
<tb> - <SEP> DCO/N <SEP> :<SEP> 2,6 <SEP> 3,4
<tb> - <SEP> pH <SEP> :7,4 <SEP> 7,8
<tb> - <SEP> Température <SEP> : <SEP> 25 <SEP> C <SEP> <SEP> 38 <SEP> C
<tb>
- EFFLUENT D'APPORT DE DCO (entrée station après neutralisation) - Valeurs moyennes - DCO : 4000 mg/l - DBO5 : 2000 mg/l - NH4 : 250 - N-TK : 300 - DCO/N : 13,3 - pH : 7,4 - Température : 25'C.<tb> AVERAGE <SEP> VALUES <SEP> MAXIMUM <SEP> VALUE
<tb> - <SEP> COD <SEP>: <SEP> 600 <SEP> mg / l <SEP> 1200 <SEP> mg / l
<tb> - <SEP> DB05 <SEP>: <SEP> 200 <SEP> mg / l <SEP> 400 <SEP> mg / l
<tb> - <SEP> NH4 <SEP>: <SEP> 300 <SEP> mg / l <SEP> 450 <SEP> mg / l
<tb> - <SEP> MES <SEP>: 200 <SEP> mg / l <SEP> 800 <SEP> mg / l
<tb> - <SEP> DCO / N <SEP>: <SEP> 2.6 <SEP> 3.4
<tb> - <SEP> pH <SEP>: 7.4 <SEP> 7.8
<tb> - <SEP> Temperature <SEP>: <SEP> 25 <SEP> C <SEP><SEP> 38 <SEP> C
<tb>
- COD SUPPLY EFFLUENT (station entry after neutralization) - Average values - COD: 4000 mg / l - BOD5: 2000 mg / l - NH4: 250 - N-TK: 300 - COD / N: 13.3 - pH : 7.4 - Temperature: 25'C.
B. - OBJECTIF DE OUALITE POUR L'EFFLUENT TRAITE
L'objectif de qualité de l'effluent en sortie de traitement doit correspondre, à une teneur résiduelle en N total de 38 mg/l. B. - OBJECTIVE OF OUALITY FOR THE TREATED EFFLUENT
The quality objective of the effluent at the treatment outlet must correspond to a total residual N content of 38 mg / l.
On vise donc des taux d'élimination de l'azote proches de 85% par rapport à la valeur moyenne de l'effluent à traiter (300 mg/l de NH4 soit 235 mg/l de N). Nitrogen elimination rates are therefore aimed at close to 85% compared to the average value of the effluent to be treated (300 mg / l of NH4, ie 235 mg / l of N).
C - EXEMPLE DE DIMENSIONNEMENT ET DE CONDITIONS DE
FONCTIONNEMENT D'UNE INSTALLATION SELON L'INVENTION
1) Fermenteur de nitrification
1.1. - Dimensionnement du fermenteur de nitrification Charge volumétrique maximale en azote : environ 4 kg
N-NH4+/m3 de support fluidisé/j Quantité maximale d'azote traitée : environ 16 kg
N-NH4+/j Volume de support fluidisé : environ 4 m3 Diamètre du fermenteur : environ 1,5 m Volume total du fermenteur : 7,5 m3 env.C - EXAMPLE OF SIZING AND CONDITIONS OF
OPERATION OF AN INSTALLATION ACCORDING TO THE INVENTION
1) Nitrification fermenter
1.1. - Sizing of the nitrification fermenter Maximum volumetric nitrogen load: approximately 4 kg
N-NH4 + / m3 of fluidized support / d Maximum quantity of nitrogen treated: approximately 16 kg
N-NH4 + / d Volume of fluidised medium: approx. 4 m3 Diameter of fermenter: approx. 1.5 m Total volume of fermenter: 7.5 m3 approx.
Volume en eau : 6 m3 env. Water volume: approx. 6 m3
Taux d'expansion du lit fluidisé : 2
1.2. - Suscort de la biomasse nitrifiante
Argile cuite broyée (valeurs moyennes) - Granulométrie : 350 Am - Densité spécifique : 2000 kg/m3 - Porosité massique totale : 500 mm3/g - Porosité < 1 Clam: 80 mm3/g - 1 Am < Porosité < 10 Wm : 30 mm3/g - Porosité > 10 Rm : 400 mm3/g
1.3 - Conditions de fonctionnement du fermenteur de nitrification .Conditions de fonctionnement hydrauliques
Taux de recyclage entre les 2 fermenteurs : QL = 9
Qa
Le Rapport Or = débit de recvclaae
Qa débit d'alimentation conditionne en effet le taux d'épuration sur l'azote total, puisque le rejet de l'effluent traité s'effectue au niveau du réacteur de nitrification : pour obtenir un taux d'épuration sur l'azote total 2 85%, il faut Or 2 8,5
Qa - à la charge volumétrique maximale prévue (4 kg deFluidized bed expansion rate: 2
1.2. - Support of nitrifying biomass
Ground fired clay (average values) - Granulometry: 350 Am - Specific density: 2000 kg / m3 - Total porosity by mass: 500 mm3 / g - Porosity <1 Clam: 80 mm3 / g - 1 Am <Porosity <10 Wm: 30 mm3 / g - Porosity> 10 Rm: 400 mm3 / g
1.3 - Nitrification fermenter operating conditions Hydraulic operating conditions
Recycling rate between the 2 fermenters: QL = 9
Qa
The Gold Report = recvclaae flow
Qa feed rate indeed conditions the purification rate on total nitrogen, since the discharge of the treated effluent is carried out at the nitrification reactor: to obtain a purification rate on total nitrogen 2 85%, you need Gold 2 8.5
Qa - at the maximum intended volumetric load (4 kg of
N-NH4/m3, de support fluidisé/j) le débit d'effluent maximum est d'environ 75 m3/j.N-NH4 / m3, of fluidized support / d) the maximum effluent flow rate is approximately 75 m3 / d.
Le temps de séjour minimum de l'effluent dans la zone fluidisée est, dans ces conditions, d'environ 8 minutes. The minimum residence time of the effluent in the fluidized zone is, under these conditions, about 8 minutes.
La vitesse de passage correspondante est de l'ordre de 20 m/h ; cette vitesse est suffisamment élevée pour assurer la fluidisation. The corresponding passage speed is of the order of 20 m / h; this speed is high enough to ensure fluidization.
Le débit horaire correspondant est de 30 m3/h environ. The corresponding hourly flow rate is approximately 30 m3 / h.
Pour obtenir une fluidisation correcte avec une vitesse de 20 m/h, les conditions suivantes ont été retenues: Masse volumétrique du support : Pp = 2200 kg/m3 Granulométrie du support : 300 - 500 Am Taux d'expansion moyen du lit fluidisé : 1,5
1.4 - Conditions de culture de la biomasse nitrifiante . pH régulé : valeur mini : 6 ; valeur maxi 7,5 Température régulée : mini : 15 C - maxi 35 C . Apport d'oxygène
La nitrification met en oeuvre 2 réactions biochimiques
NH4±3/2 2 < NO2 + H2O + H+ (Nitrosomas)
NO2- + 1/2 2 - > NO3 soit une consommation théorique de 2 moles d'O2 par mole de NH4+ oxydée.To obtain correct fluidization with a speed of 20 m / h, the following conditions were used: Density of the support: Pp = 2200 kg / m3 Grain size of the support: 300 - 500 Am Average expansion rate of the fluidized bed: 1 , 5
1.4 - Conditions for cultivating nitrifying biomass. regulated pH: minimum value: 6; maximum value 7.5 Regulated temperature: min: 15 C - max 35 C. Oxygen supply
Nitrification involves 2 biochemical reactions
NH4 ± 3/2 2 <NO2 + H2O + H + (Nitrosomas)
NO2- + 1/2 2 -> NO3 or a theoretical consumption of 2 moles of O2 per mole of oxidized NH4 +.
Pour 300 mg de NH4+ par litre d'effluent, les besoins théoriques en 02 sont donc d'environ : 1000 mg d' 2 par litre d'effluent traité, soit pour le débit maximum d'effluent prévu, un besoin en 2 de 2,5 Nm3 d'O2/h. For 300 mg of NH4 + per liter of effluent, the theoretical 02 requirements are therefore approximately: 1000 mg of 2 per liter of treated effluent, i.e. for the maximum flow rate of effluent expected, a need for 2 of 2 , 5 Nm3 of O2 / h.
L'oxygénation étant réalisée par apport d'air, en prenant en coefficient d'oxygénation de 10%, le débit d'air nécessaire est d'environ 120 Nm3/h d'air. Oxygenation being carried out by supplying air, taking an oxygenation coefficient of 10%, the air flow required is approximately 120 Nm3 / h of air.
De façon à ne pas perturber la fluidisation, on utilisera un dispositif d'oxygénation générant des microbulles et on veillera à maintenir une teneur minimale de 2 mg/l en 2 dissous dans le fermenteur de nitrification.So as not to disturb the fluidization, an oxygenation device generating microbubbles will be used and care will be taken to maintain a minimum content of 2 mg / l of 2 dissolved in the nitrification fermenter.
2) Fermenteur de dénitrification
2.1. - Dimensionnement du fermenteur de dénitrification . Charge volumétrique maximale en azote : environ 20 kg N-NO3#/m3 de support fluidisé/j . Quantité maximale d'azote traitée : environ 16 kg N-NO3 /j . Volume de support fluidisé : environ 1 m3 Diamètre du fermenteur : 0,8 m . Hauteur totale du fermenteur : 3 m . Volume total du fermenteur : 1,5 m3 . Volume en eau : 1,35 m3 . Taux d'expansion maximum du lit fluidisé : 2
2.2. - Support de la biomasse dénitrifiante
Argile cuite broyée
Granulométrie moyenne : 650 pin. 2) Denitrification fermenter
2.1. - Sizing of the denitrification fermenter. Maximum volumetric nitrogen load: approximately 20 kg N-NO3 # / m3 of fluidized support / d. Maximum quantity of nitrogen treated: approximately 16 kg N-NO3 / d. Volume of fluidized support: approximately 1 m3 Diameter of the fermenter: 0.8 m. Total height of the fermenter: 3 m. Total volume of the fermenter: 1.5 m3. Water volume: 1.35 m3. Maximum expansion rate of the fluidized bed: 2
2.2. - Support of denitrifying biomass
Crushed fired clay
Average grain size: 650 pine.
Les autres caractéristiques sont identiques à celles du support utilisé pour la biomasse nitrifiante.The other characteristics are identical to those of the support used for the nitrifying biomass.
2.3 - Conditions de fonctionnement du fermenteur de dénitrification . Conditions de fonctionnement hydrauliques - Débit maximum d'effluent traité : Qa = 75 m3/j - Débit maximum à l'entrée du fermenteur : environ 30 m3/h - Temps de séjour minimum de l'effluent dans la zone fluidisée de l'ordre de 2 mn - Vitesse de passage correspondante : environ 60 m/h
Cette vitesse élevée permettra la fluidisation sous réserve d'utiliser un support de granulométrie élevée. Les conditions de fluidisation retenue sont les suivantes :.2.3 - Operating conditions of the denitrification fermenter. Hydraulic operating conditions - Maximum flow rate of treated effluent: Qa = 75 m3 / d - Maximum flow rate at the inlet of the fermenter: approximately 30 m3 / h - Minimum residence time of the effluent in the fluidized zone of the order 2 min - Corresponding passage speed: about 60 m / h
This high speed will allow fluidization provided that a support of high particle size is used. The fluidization conditions retained are as follows:.
Masse volumétrique du support : Pp = 2200 kg/m3 Granulométrie du support : 600 - 1000 pin
2.4. - Conditions de culture de la biomasse dénitrifiante pH régulé : valeur mini : 6,5 à 7,5 . Température régulée : mini : 15 C - maxi 35 C . Teneur en O2 dissous dans l'eau < 1 mg/l . Apport de carbone
Pour assurer une dénitrification complète de l'effluent entrant dans le fermenteur de dénitrification, un apport de carbone est nécessaire. On prend comme base un rapport
DCO = 3
N-NO3 qui est suffisant sous réserve que la DCO soit assimilable par les microorganismes dénitrifiants.Volumetric mass of the support: Pp = 2200 kg / m3 Grain size of the support: 600 - 1000 pin
2.4. - Conditions for culturing denitrifying biomass regulated pH: minimum value: 6.5 to 7.5. Regulated temperature: min: 15 C - max 35 C. O2 content dissolved in water <1 mg / l. Carbon contribution
To ensure complete denitrification of the effluent entering the denitrification fermenter, a supply of carbon is necessary. We take as a basis a report
COD = 3
N-NO3 which is sufficient provided that the COD can be assimilated by denitrifying microorganisms.
Si un appoint en DCO est nécessaire il sera effectué sous forme d'effluent brut. If additional COD is necessary, it will be carried out in the form of raw effluent.
Il doit être bien entendu que l'exemple qui précède ne représente qu'un mode particulier de réalisation et de mise en oeuvre d'une installation conforme à l'Invention. It should of course be understood that the preceding example represents only one particular embodiment and implementation of an installation in accordance with the invention.
L'Invention ne se limite nullement à ce mode particulier de réalisation ; elle en englobe au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée de la présente Invention. The invention is in no way limited to this particular embodiment; on the contrary, it encompasses all the variants which may occur to the technician in the field, without departing from the framework or from the scope of the present invention.
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