PROCEDE ET INSTALLATION DE TRAITEMENT D'EAUX USEES FROIDES, CONCENTREES EN MATIERES ORGANIQUES SOLUBLES. L'invention est relative à un procédé de traitement d'eaux usées froides, concentrées en matières organiques solubles. L'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, le traitement d'eaux glycolées provenant d'opérations de dégivrage sur des plates-formes d'aéroport. En effet, en période hivernale, au cours de laquelle des conditions de gel se produisent, les avions sont soumis à dégivrage avant décollage par aspersion de produits glycolés, ce qui génère d'importantes charges de pollution, notamment en produits glycolés, dans les effluents recueillis sur les plates-formes d'aéroport. Ces effluents doivent être traités avant rejet au milieu récepteur. PROCESS AND PLANT FOR TREATING COLD WASTEWATER CONCENTRATED WITH SOLUBLE ORGANIC MATERIAL. The invention relates to a cold wastewater treatment process, concentrated in soluble organic matter. The invention relates more particularly, but not exclusively, to the treatment of brine from deicing operations on airport platforms. In fact, during winter, during which freezing conditions occur, aircraft are de-iced before take-off by spraying of glycol products, which generates significant pollution loads, especially of glycol products, in the effluents. collected on airport platforms. These effluents must be treated before discharge to the receiving environment.
Le traitement des eaux concentrées en matières organiques solubles facilement dégradables ne pose pas de problème lorsque la température de l'eau est comprise entre 10°C et 30°C. Par contre, pour des températures froides inférieures à 10°C et jusqu'au voisinage de 0°C, le traitement est problématique car cette température relativement basse n'est pas favorable au développement d'une biomasse épuratrice. L'invention a pour but, surtout, de fournir un procédé de traitement d'eaux usées froides, concentrées en matières organiques solubles, qui permet un traitement efficace de ces eaux même si leur température est inférieure à 5°C. The treatment of concentrated water in easily degradable soluble organic matter is not a problem when the water temperature is between 10 ° C and 30 ° C. On the other hand, for cold temperatures below 10 ° C. and close to 0 ° C., the treatment is problematic because this relatively low temperature is not favorable for the development of a purifying biomass. The invention aims, above all, to provide a cold wastewater treatment process, concentrated in soluble organic materials, which allows effective treatment of these waters even if their temperature is below 5 ° C.
Selon l'invention, le procédé de traitement d'eaux usées froides concentrées en matières organiques solubles, en particulier d'eaux glycolées provenant d'opérations de dégivrage sur un aéroport, est caractérisé en ce que : - on met en oeuvre un réacteur biologique séquentiel SBR ; - pendant une période d'acclimatation, précédant la période hivernale froide, on fait fonctionner le réacteur SBR en traitant des eaux usées/pluviales après ensemencement du réacteur par une boue de station d'épuration selon une concentration d'au moins 0,12 g/L (ou 0,12 kg/MES/m3 de réacteur) de manière à développer une biomasse à bactéries psychrophiles, efficace même à des températures inférieures à 5°C ; - puis, pendant la période froide, on alimente le réacteur SBR en eaux usées froides concentrées en matières organiques solubles, en particulier en eaux glycolées ou autre dégivrant soluble facilement assimilable, provenant des opérations de dégivrage sur un aéroport. De préférence, pendant la période d'acclimatation, on ajoute, dans le réacteur SBR, du glycol et, avantageusement, également de l'azote et du phosphore. According to the invention, the process for treating cold wastewater concentrated in soluble organic materials, in particular glycolated water from deicing operations on an airport, is characterized in that: - a biological reactor is used; sequential SBR; during an acclimatization period preceding the cold winter period, the SBR reactor is operated by treating wastewater / rainwater after seeding the reactor with a sludge of a treatment plant at a concentration of at least 0.12 g / L (or 0.12 kg / MES / m3 reactor) so as to develop a biomass with psychrophilic bacteria, effective even at temperatures below 5 ° C; and then, during the cold period, the SBR reactor is fed with cold wastewater concentrated in soluble organic matter, in particular in glycol water or other easily assimilable soluble deicing agent, originating from deicing operations at an airport. Preferably, during the acclimation period, glycol, and advantageously also nitrogen and phosphorus, are added to the SBR reactor.
Avantageusement, à la fin de la période d'acclimatation, la concentration en boue dans le réacteur SBR atteint 1 à 4 g/L. La période d'acclimatation est d'au moins 10 jours avant le début de la période froide hivernale. Le mode de fonctionnement d'un réacteur SBR est cyclique et comprend une phase d'alimentation en eaux à traiter, une phase de traitement, une phase de décantation et une phase de purge. Selon l'invention, la phase de traitement, pendant la période froide, a une durée comprise entre 5 h (5 heures) et 24 h (24 heures), avantageusement de l'ordre de 20 h. Advantageously, at the end of the acclimation period, the mud concentration in the SBR reactor reaches 1 to 4 g / l. The acclimation period is at least 10 days before the beginning of the winter cold period. The mode of operation of an SBR reactor is cyclic and comprises a water supply phase to be treated, a treatment phase, a settling phase and a purge phase. According to the invention, the treatment phase, during the cold period, has a duration of between 5 hours (5 hours) and 24 hours (24 hours), advantageously of the order of 20 hours.
Pour un cycle journalier, la durée de la phase d'alimentation est de préférence inférieure à 1 h tandis que celle de la phase de décantation est inférieure à 2 h et celle de la phase de purge inférieure à 1 h. L'invention est également relative à une installation de traitement d' eaux usées froides concentrées en matières organiques solubles, en particulier d'eaux glycolées provenant d'opérations de dégivrage sur un aéroport, caractérisée en ce qu'elle comporte un réacteur biologique séquentiel SBR, des moyens pour alimenter ce réacteur en eaux usées/pluviales, pendant une période d'acclimatation précédant la période froide, ainsi que des moyens d'ensemencement du réacteur avec une boue de station d'épuration, et des moyens d'alimentation du réacteur en eaux usées/pluviales, en particulier glycolées, pendant la période froide. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation. For a daily cycle, the duration of the feed phase is preferably less than 1 h while that of the settling phase is less than 2 h and that of the purge phase less than 1 h. The invention also relates to an installation for the treatment of cold wastewater concentrated in soluble organic matter, in particular glycolated water from deicing operations on an airport, characterized in that it comprises a SBR sequential biological reactor means for supplying this reactor with wastewater / rainwater during a period of acclimation preceding the cold period, as well as means for seeding the reactor with a sludge of a purification plant, and means for feeding the reactor in wastewater / rainwater, particularly glycolized, during the cold period. The invention consists, apart from the arrangements described above, in a certain number of other arrangements which will be more explicitly discussed below with respect to an exemplary embodiment.
Sur une plate-forme d'aéroport un avion est soumis à une opération de dégivrage par projection de glycol ou produits glycolés à l'aide d'une lance équipant un camion-pompe. Cette projection de produits glycolés sur les ailes et sur le fuselage de l'avion est destinée à prévenir le givrage en période hivernale de gel et/ou lors de chutes de neige. Les effluents récupérés par un réseau de collecte contiennent d'importantes charges en produits glycolés, et doivent être traités avant rejet au milieu récepteur. Or, pour des températures froides inférieures à 10°C, et jusqu'au voisinage de 0°C, le traitement des eaux froides concentrées en matières organiques pose un problème difficile pour le développement d'une biomasse épuratrice. Selon l'invention, le traitement des effluents chargés en produits glycolés est assuré à l'aide d'un réacteur biologique séquentiel SBR, précédé 5 d'une capacité de stockage. En période hivernale, les eaux collectées au niveau d'un aéroport sont des eaux chargées en DCO (Demande Chimique en Oxygène) soluble. Cette DCO soluble est composée des molécules constituant les produits de dégivrage qui sont généralement du monoéthylèneglycol, acétate ou formiate.On an airport platform, an aircraft is subjected to a deicing operation by spraying glycol or glycol products using a lance fitted to a pump truck. This projection of glycol products on the wings and on the fuselage of the aircraft is intended to prevent icing during winter frost and / or during snowfall. Effluents recovered by a collection system contain significant amounts of glycol products, and must be treated before discharge to the receiving environment. However, for cold temperatures below 10 ° C, and up to around 0 ° C, the treatment of cold waters concentrated in organic matter poses a difficult problem for the development of a purifying biomass. According to the invention, the treatment of the effluents loaded with glycol products is ensured by means of a sequential biological reactor SBR, preceded by a storage capacity. In winter, the water collected at an airport is water loaded with soluble COD (Chemical Oxygen Demand). This soluble COD is composed of the molecules constituting the deicing products which are generally monoethylene glycol, acetate or formate.
10 Le traitement biologique de ces eaux est soumis à trois facteurs principaux : 1/ La température de fonctionnement du procédé : les eaux présentent une température froide (période hivernale), parfois inférieure à 5°C. L'invention prévoit, pour un traitement dans cette gamme de températures, d'imposer le développement stable et réactif d'une population bactérienne 15 psychrophile. Cette biomasse doit être capable de traiter la DCO soluble à température froide, égale ou inférieure à 5°C. 2/ La variabilité extrême de la charge entrante : la charge résulte des pratiques sur l'aéroport, c'est-à-dire de la consommation des produits de dégivrage et des méthodes de "brossage" des pistes et des conditions 20 climatiques. L'ensemble aboutit à un débit et à une concentration en DCO variable dans la production d'eaux usées. 3/ La mise en service du procédé de traitement : le caractère saisonnier de ces eaux usées concentrées en matières organiques solubles nécessite une stratégie adaptée pour le démarrage du procédé.The biological treatment of these waters is subject to three main factors: 1 / The operating temperature of the process: the water has a cold temperature (winter period), sometimes less than 5 ° C. The invention provides, for treatment in this temperature range, to impose the stable and reactive development of a psychrophilic bacterial population. This biomass must be capable of treating soluble COD at a cold temperature of 5 ° C or lower. 2 / The extreme variability of the incoming charge: the load results from practices on the airport, that is to say the consumption of de-icing products and methods of "brushing" runways and climatic conditions. The combination results in a variable flow rate and COD concentration in wastewater production. 3 / The commissioning of the treatment process: the seasonality of this wastewater concentrated in soluble organic matter requires a suitable strategy for starting the process.
25 La mise en service du réacteur SBR est effectuée pendant une période d'acclimatation, de préférence d'au moins 10 jours, qui précède la période froide et l'arrivée des premières eaux glycolées et du froid. Par exemple, dans l'hémisphère nord, la période d'acclimatation du réacteur pourrait débuter, selon les prévisions météorologiques, vers la mi-novembre 30 dans la mesure où les premiers froids et périodes de gel seraient prévus pour décembre. Pendant cette période d'acclimatation, le réacteur SBR fonctionne de manière cyclique habituelle avec les eaux usées et/ou pluviales de l'aéroport additionnées de substrat carboné facilement assimilable. Un cycle du réacteur 35 SBR se compose d'une phase d'alimentation, d'un temps de traitement par boues activées avec injection d'air en partie basse, une phase de décantation et, enfin, une purge du volume introduit. Pour développer la biomasse, en particulier la biomasse psychrophile pendant cette période d'acclimatation, on ensemence le liquide du réacteur avec une boue de station d'épuration traditionnelle selon une concentration d'au moins 0,12 g/L, ou 0,12 Kg/MES/m3 de réacteur, cette concentration pouvant s'élever jusqu'à 3 à 4 g/L en fonctionnement normal (l'abréviation MES désigne les matières en suspension). Avantageusement, on ajoute dans le réacteur du glycol ou plus généralement des produits glycolés, ainsi que de l'azote N et du phosphore P sous forme de composés contenant ces éléments. L'ensemencement peut être effectué avec une boue issue d'une 10 station d'épuration d'eaux municipales, avec des moyens tels qu'un camion citerne. Cette phase d'acclimatation permet de développer une biomasse efficace même à des températures basses égales ou inférieures à 5°C. Lorsque débute la période froide, le réacteur contient une quantité de 15 biomasse, en particulier psychrophile, suffisante pour traiter, malgré les températures basses égales ou inférieures à 5°C, les effluents glycolés engendrés par les opérations de dégivrage avant décollage des avions sur l'aéroport. Les réglages des phases du cycle du réacteur SBR lors du 20 traitement des effluents glycolés sont avantageusement les suivants : - phase d'alimentation : de préférence inférieure à 1 h ; la phase sera ponctuelle et pourra avoir lieu durant la phase suivante dite de traitement, pour un traitement au fil de l'eau ; - phase de traitement : durée de 5 à 24 h, de préférence d'environ 20 h ; 25 pendant cette phase, l'effluent subit un traitement de boues activées avec insufflation d'air en partie basse du réacteur et brassage du réacteur ; - phase de décantation : durée inférieure à 2 h ; - phase de purge : durée inférieure à 1 h pendant laquelle le liquide traité est évacué par une conduite de sortie reliée à une goulotte mobile qui récupère 30 l'eau traitée au niveau supérieur; par suite de la purge, le niveau de liquide dans le réacteur passe du niveau maximal au niveau minimal pour retrouver le niveau maximal après la phase d'alimentation. La purge de la boue en partie inférieure du récipient est effectuée en fonction de la stratégie de traitement.The commissioning of the SBR reactor is carried out during an acclimation period, preferably at least 10 days, which precedes the cold period and the arrival of the first glycol and the cold. For example, in the northern hemisphere, the acclimatization period of the reactor could begin, according to the weather forecast, around mid-November, as the first cold and frost periods would be expected in December. During this acclimation period, the SBR reactor operates in a cyclic manner customary with the wastewater and / or rainwater of the airport added with easily assimilable carbon substrate. A SBR reactor cycle consists of a feed phase, an activated sludge treatment time with air injection at the bottom, a settling phase and, finally, a purge of the introduced volume. To develop the biomass, in particular the psychrophilic biomass during this acclimation period, the reactor liquid is inoculated with a traditional treatment plant sludge in a concentration of at least 0.12 g / L, or 0.12 g / L, or 0.12 g / L, or 0.12 g / L Kg / MES / m3 of reactor, this concentration can rise to 3 to 4 g / L in normal operation (the abbreviation MES designates suspended solids). Advantageously, glycol or, more generally, glycol products, as well as nitrogen N and phosphorus P in the form of compounds containing these elements, are added to the reactor. The seeding can be carried out with a sludge from a municipal water treatment plant, with means such as a tanker truck. This acclimation phase makes it possible to develop an efficient biomass even at low temperatures equal to or lower than 5 ° C. When the cold period starts, the reactor contains a quantity of biomass, in particular psychrophilic, sufficient to treat, in spite of the low temperatures equal to or lower than 5 ° C., the glycol effluents generated by the de-icing operations before the airplanes take off. 'airport. The phase adjustments of the SBR reactor cycle during the treatment of the glycol effluents are advantageously the following: feed phase: preferably less than 1 hour; the phase will be punctual and may take place during the next phase called treatment, for a run-of-the-river treatment; treatment phase: duration of 5 to 24 hours, preferably of approximately 20 hours; During this phase, the effluent is treated with activated sludge with air blowing at the bottom of the reactor and stirring of the reactor; - settling phase: less than 2 hours; purge phase: less than 1 hour during which the treated liquid is discharged through an outlet pipe connected to a mobile chute which recovers the treated water at the upper level; as a result of purging, the liquid level in the reactor changes from the maximum level to the minimum level to return to the maximum level after the feed phase. Purge of sludge at the bottom of the vessel is performed according to the treatment strategy.
35 Il convient de maintenir un pied de cuve du réacteur suffisant pour stabiliser le traitement et fonctionner de manière satisfaisante pendant toute la période hivernale. Il peut être opportun de gérer les flux de glycol (concentré) pour maintenir toute l'année, dans le réacteur, une boue prête à l'emploi. Un exemple de fonctionnement psychrophile et de performances obtenues avec le procédé de l'invention est donné ci-après. Le procédé avec réacteur SBR a été testé sur une charge nominale 5 de 0,25 kgDCO/m3/j (jour) entre 5°C et 10°C, avec des eaux glycolées présentant une concentration de 500 mgDCO/L. Le temps de séjour hydraulique est de 2 jours et l'âge de boue 20 jours. La stabilité de ce fonctionnement a été validée sur une période d'observation de trois mois qui est significative et représentative de la période hivernale de six mois au maximum.It is necessary to maintain a sufficient reactor stock to stabilize the treatment and operate satisfactorily throughout the winter period. It may be appropriate to manage the glycol streams (concentrate) to maintain a ready-to-use sludge throughout the year in the reactor. An example of psychrophilic functioning and performance obtained with the method of the invention is given below. The SBR reactor process was tested at a nominal load of 0.25 kg CO 2 / m 3 / day (day) at 5 ° C to 10 ° C, with glycol waters having a concentration of 500 mg CO 2 / L. The hydraulic residence time is 2 days and the mud age 20 days. The stability of this operation was validated over a period of observation of three months which is significant and representative of the winter period of six months maximum.
10 Cette stabilité a évolué à travers les concentrations de la DCO soluble et des MES (matières en suspension) en sortie du procédé. Le rendement d'abattement (DCO soluble) est de 92 % et la faible teneur en MES témoigne de la bonne décantabilité de la boue spécifiquement développée (indice de boue IB = 100 mUgMES), en adéquation avec la 15 séparation de la boue de l'effluent traité lors de l'opération de décantation in situ. Il apparaît qu'il n'est pas nécessaire de réguler la température et le pH à condition, pour ce dernier, de minimiser la nitrification qui s'installe même à 5°C et qui est source d'acidité. Pour cela, il faut ajuster l'apport en azote N et 20 en phosphore P à la production de boues et donc à la stratégie de conduite du procédé. Il est en effet possible de piloter le procédé sans purge de boue (fonction de la charge moyenne traitée). La capacité du procédé à absorber des surcharges ponctuelles est illustrée pour une surcharge égale à 0,75 kgDCO/m3/j soit trois fois la charge 25 nominale mentionnée précédemment. La surcharge ponctuelle est absorbée sans détérioration de la qualité de l'eau de sortie. Il apparaît qu'une multiplication par le facteur 3 de la charge de DCO à traiter n'entraîne qu'une faible variation de la DCO soluble en sortie qui passe d'environ 35 à 50 mg/L. Les MES, après le pic de charge, restent inférieures à 30 50 mg/L. This stability has evolved through the concentrations of soluble COD and suspended solids (MES) at the exit of the process. The reduction yield (soluble COD) is 92% and the low content of MES shows the good settling of the mud specifically developed (mud index IB = 100 mUgMES), in adequacy with the separation of the sludge from the sludge. effluent treated during the in situ settling operation. It appears that it is not necessary to regulate the temperature and the pH provided that it minimizes the nitrification that settles even at 5 ° C and is source of acidity. For this, it is necessary to adjust the nitrogen supply N and phosphorus P to the production of sludge and thus to the strategy of conducting the process. It is indeed possible to control the process without sludge purge (function of the average load treated). The ability of the process to absorb point overloads is illustrated for an overload equal to 0.75 kg CO 2 / m 3 / d, which is three times the nominal load mentioned above. Point overload is absorbed without deterioration of the quality of the outlet water. It appears that a factor 3 multiplication of the COD load to be treated results in only a small variation in the soluble output COD from about 35 to 50 mg / L. The SS, after peak load, remain below 50 mg / L.