FR3133608A1

FR3133608A1 - Système d’épuration d’eau par nitrification-dénitrification

Info

Publication number: FR3133608A1
Application number: FR2202375A
Authority: FR
Inventors: Claude Grimaud; Bruno BROCVIELLE; Marc LELONG; Frédéric CHABAUD; Yann MILLOUR
Original assignee: Suez International SAS; Hydrea SAS
Current assignee: Suez International SAS; Hydrea SAS
Priority date: 2022-03-17
Filing date: 2022-03-17
Publication date: 2023-09-22

Abstract

L’invention concerne un système d’épuration d’eau par nitrification-dénitrification comprenant : un bassin de boues activées comprenant une zone d’anoxie et une zone d’aération ; un système de fourniture d’air sous pression à ladite zone d’aération ; au moins une sonde de mesure de concentration de nitrate dans ladite zone d’aération ; au moins une sonde de mesure de concentration de dioxygène dans ladite zone d’aération ; au moins une unité de calcul configuré pour : recevoir des mesures de l’au moins une sonde mesure de concentration de nitrate, et de l’au moins une sonde de mesure de concentration de dioxygène ; démarrer une fourniture d’air sous pression lorsque les mesures de concentration en nitrates sont inférieures à un seuil bas de concentration en nitrates ; stopper la fourniture d’air sous pression lorsque les mesures de concentration en dioxygène sont supérieures à un seuil haut de concentration en dioxygène. Figure pour l’abrégé : Fig. 2.

Description

Système d’épuration d’eau par nitrification-dénitrification

Domaine de l’invention

La présente invention concerne le domaine des stations d’épuration par nitrification-dénitrification. La présente invention concerne plus particulièrement l’optimisation de la fourniture d’air à un bassin de traitement de l’eau par nitrification-dénitrification.
Etat de l’art précédent

La pollution azotée se caractérise par de fortes concentrations d’ammoniaque et/ou de nitrates dans l’eau. Ce type de pollution est en particulier causé par l’activité humaine, et doit être traité pour éviter les phénomènes d’eutrophisation et de dystrophisation.

La pollution azotée peut être traitée de façon biologique par le procédé des boues activées, utilisé par exemple par des boues activées en mélange intégral, ou en chenaux d’oxydation.

Ce procédé fonctionne de la manière suivante :

dans une phase d’aération ou de nitrification, un apport en dioxygène par le biais d’air sous pression génère une croissance de la population bactérienne qui va transformer l’ammoniaque en nitrates. La concentration en ammoniaque diminue, alors que la concentration en nitrates augmente ;
dans une phase d’anoxie ou de dénitrification, l’apport en air est supprimé. La concentration en nitrates diminue alors, tandis que la concentration en ammoniaque dans le bassin augmente, sous l’effet de l’afflux d’eau non traitée chargée en ammoniaque.

Le traitement de la pollution azotée est soumis à des contraintes règlementaires sur la qualité de l’eau en sortie de traitement. Ces contraintes règlementaires impliquent en particulier d’éliminer l’azote réduit (NH₄) et l’azote oxydé (NO₂ / NO₃) selon un objectif de concentration en nitrates ou en azote global dans l’eau restituée. Par exemple, des contraintes règlementaires peuvent porter sur un niveau maximal d’azote global (aussi appelé « NGL »). Le niveau d’azote global est égal à la somme de la concentration en ammoniaque et de la concentration en nitrates et nitrites, et peut être limité règlementairement à une valeur maximale.

Cependant, la fourniture d’air sous pression pour la phase d’aération est très consommatrice d’énergie, alors même que l’impact de la fourniture d’air est plus ou moins important en fonction de la cinétique de la réaction. En effet, l’apport en air peut être excédentaire par rapport à la vitesse de nitrification dans un contexte donné, auquel cas l’énergie fournie pour l’excédent d’air est gâchée. Il convient donc d’adapter la fourniture d’air à la cinétique de la réaction pour assurer une épuration efficace, tout en limitant la consommation d’énergie du système.

Les systèmes de l’état de l’art sont basés sur une mesure de la concentration d’ammoniaque par électrodes. Cependant, le niveau de fiabilité de ces mesures est insuffisant pour garantir la performance de la fourniture d’air, et s’assurer que l’air est fourni uniquement lorsque la cinétique de nitrification est élevée. Le coût énergétique des systèmes existant d’épuration par nitrification-dénitrification est donc élevé.

Il y a donc besoin d’optimiser la fourniture d’air à un bassin de traitement de l’eau par nitrification-dénitrification, tout en garantissant l’efficacité de la réaction.

A cet effet, l’invention a pour objet un système d’épuration d’eau par nitrification-dénitrification comprenant : un bassin de boues activées comprenant une zone d’anoxie et une zone d’aération ; un système de fourniture d’air sous pression à ladite zone d’aération ; au moins une sonde de mesure de concentration de nitrate dans ladite zone d’aération; au moins une sonde de mesure de concentration de dioxygène dans ladite zone d’aération; au moins une unité de calcul configuré pour : recevoir des mesures de l’au moins une sonde mesure de concentration de nitrate, et de l’au moins une sonde de mesure de concentration de dioxygène ; démarrer une fourniture d’air sous pression lorsque les mesures de concentration en nitrates sont inférieures à un seuil bas de concentration en nitrates; stopper la fourniture d’air sous pression lorsque les mesures de concentration en dioxygène sont supérieures à un seuil haut de concentration en dioxygène.

Ceci permet d’optimiser la fourniture d’air en fonction de la cinétique de nitrification. En effet, la fourniture d’air est enclenchée lorsque la concentration en nitrates est faible, donc lorsque la phase de dénitrification est bien avancée. De plus, la fourniture d’air est stoppée lorsque la concentration d’oxygène dissous dépasse un seuil haut, c’est-à-dire lorsque la cinétique de nitrification est insuffisante pour absorber tout l’oxygène fourni, ce qui advient en général lorsque la concentration en ammoniaque devient trop faible pour avoir une cinétique de nitrification rapide. L’air sous pression est donc uniquement fourni lorsque les conditions d’une nitrification rapide consommant tout l’oxygène fourni sont réunies, ce qui permet de limiter la fourniture d’oxygène au minimum permettant une nitrification efficace. L’invention permet ainsi d’optimiser la fourniture d’oxygène, et donc l’énergie consommée par le système pour une épuration efficace.

Avantageusement, l’au moins une unité de calcul est configurée pour stopper la fourniture d’air sous pression lorsque les mesures de concentration en nitrates sont supérieures à un seuil haut de concentration en nitrates.

Ceci permet de rendre l’arrêt de la fourniture en oxygène plus robuste, car une concentration élevée de nitrates, indiquant que la cinétique de la réaction est en train de, ou va ralentir, est également détectée. Ceci permet également de stopper la fourniture d’air, et donc la formation de nitrates, avant d’atteindre un niveau maximal autorisé d’azote global.

Avantageusement, le système de fourniture d’air sous pression fournit un débit défini selon une table de débits définissant un débit différent, pour chaque plage d’une une pluralité de plages horaires successives.

Ceci permet d’adapter le fonctionnement du système d’épuration aux variations quotidiennes de besoin d’épuration, afin de s’adapter aux variations des caractéristiques des eaux en entrée (par exemple, des variations de débits et de concentration en polluants pouvant être liées aux variations des activités humaines au cours de la journée, telles que par exemple des augmentations de consommations domestiques ou industrielles sur des plages données de la journée).

Avantageusement, le système comprend au moins une sonde de mesure de concentration en oxygène dissous dans ladite zone d’aération, et l’au moins une unité de calcul est configurée pour : calculer une variation de concentration d’oxygène dissous pendant un temps cible, lorsque la fourniture d’air sous pression est démarrée; si ladite variation de concentration d’oxygène dissous est inférieure à un seuil cible d’oxygène dissous, augmenter le débit de fourniture d’air sous pression.

Ceci permet de garantir que le débit d’air est suffisant pour favoriser la croissance des colonies bactériennes générant la nitrification.

Avantageusement, l’au moins une unité de calcul est configurée pour redémarrer la fourniture d’air sous pression au plus tôt après une durée T_min après avoir stoppé la fourniture d’air.

Ceci permet de s’assurer que la réaction de dénitrification sera mise en œuvre pendant une durée minimale à chaque cycle. Ceci permet également d’éviter un démarrage trop fréquent de la fourniture d’air, susceptible d’endommager les dispositifs de fourniture d’air tels que les surpresseurs. Le délai T_minpeut être défini en fonction d’un nombre de démarrages maximal des dispositifs de fourniture d’air par unité de temps. De manière générale, les systèmes de ce type peuvent être associés à des temps minimaux et maximaux de marche et d’arrêt.

Avantageusement, le system comprend au moins un capteur de concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système, et l’au moins une unité de calcul est configurée pour adapter au moins un des seuils de concentration en dioxygène et en nitrates en fonction de ladite concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système.

Ceci permet de s’assurer que les seuils utilisés permettent bien d’atteindre les concentrations voulues d’ammoniaque dans l’eau en sortie du système d’épuration.

Avantageusement, le seuil haut de concentration en dioxygène est augmenté si la concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système est supérieure à un seuil haut de concentration en ammoniaque prédéfini ; seuil haut de concentration en dioxygène est diminué si la concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système est inférieure à un seuil à un seuil bas de concentration en ammoniaque prédéfini.

Ceci permet de moduler le seuil haut en dioxygène pour que la concentration en ammoniaque soit comprise entre les seuils bas et haut de concentration en ammoniaque prédéfinie. En effet, plus le seuil haut de concentration en dioxygène sera élevé, plus la phase d’aération sera longue et la concentration en ammoniaque en sortie basse, et inversement.

Avantageusement, le seuil cible d’oxygène dissous est augmenté ou diminué simultanément au seuil haut de concentration en dioxygène.

Ceci permet d’adapter la variation du débit d’air sous pression à la charge de polluants entrante. En effet, la valeur du seuil haut de concentration en dioxygène SH_O₂, et donc la valeur du seuil cible d’oxygène dissous Vc,seront d’autant plus fortes que la concentration en ammoniaque dans l’eau le sera. Ainsi, plus la concentration en ammoniaque dans l’eau sera importante, plus il y aura de chances que la concentration en oxygène dissous mette du temps à atteindre le seuil cible d’oxygène dissous Vc, et donc que le débit d’air soit augmenté.

Avantageusement, le seuil haut de concentration en nitrates est fixé à une première valeur prédéfinie si la concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système est supérieure à un seuil haut de concentration en ammoniaque prédéfini ; le seuil haut de concentration en nitrates est fixé à une deuxième valeur prédéfinie, supérieure à la première, si la concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système est inférieure à un seuil à un seuil bas de concentration en ammoniaque prédéfini ; la somme de la première valeur prédéfinie et du seuil haut de concentration en ammoniaque prédéfini d’une part, et de la deuxième valeur prédéfinie et du seuil bas de concentration en ammoniaque prédéfini d’autre part, sont inférieures à un niveau maximal autorisé d’azote global.

Ceci permet de s’assurer qu’un niveau maximal autorisé d’azote global n’est jamais dépassé en sortie du système d’épuration. Le niveau d’azote global l (également abrévié “NGL”) est égal à la somme de la concentration en ammoniaque et de la concentration en nitrates et nitrites.

Avantageusement, la fourniture d’air sous pression est initialisée : à un débit d’air minimal, si le débit d’eau entrant dans le système est supérieur à un seuil représentatif d’un temps pluvieux depuis une durée supérieure ou égale à un seuil prédéfini ; à un débit d’air standard, dans le cas contraire.

Ceci permet d’adapter la fourniture d’air aux conditions de pluie, dans lesquelles l’eau entrante est moins chargée en ammoniaque, et les besoins en oxygène sont moins importants.

L’invention a également pour objet une méthode mise en œuvre par ordinateur comprenant : la réception des mesures d’au moins une sonde mesure de concentration de nitrate et d’au moins une sonde de mesure de concentration de dioxygène situées dans une zone d’aération d’un bassin de boues activées d’un système d’épuration d’eau par nitrification-dénitrification comprenant une zone d’anoxie et la zone d’aération ; le démarrage d’une fourniture d’air sous pression à la zone d’aération lorsque les mesures de concentration en nitrates sont inférieures à un seuil bas de concentration en nitrates ; l’arrêt de la fourniture d’air sous pression à la zone d’aération lorsque les mesures de concentration en dioxygène sont supérieures à un seuil haut de concentration en dioxygène.

L’invention a également pour objet un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes de la méthode selon l’un des modes de realization de l’invention lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.

D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d’exemple et qui représentent, respectivement :

l’évolution des concentrations d’un ensemble de composants dans un bassin de boues activées lors d’une épuration par nitrification-dénitrification pouvant être mise en œuvre par un système selon l’invention ;

un système d’épuration d’eau par nitrification-dénitrification dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention ;

un exemple d’augmentation de débit de fourniture d’air suite une progression lente de l’oxygène dissous ;

un exemple de maintien de débit de fourniture d’air suite à une augmentation rapide de l’oxygène dissous ;

un exemple de d’évolution de paramètres physico-chimiques dans un exemple de système d’épuration selon un mode de réalisation de l’invention, au cours de plusieurs cycles de nitrification-dénitrification ;

un exemple de comparaison de concentrations de polluants en sortie d’un système d’épuration, respectivement dans un exemple de mode de réalisation de l’invention, et selon l’état de l’art ;

une méthode mise en œuvre par ordinateur dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention.

La représente l’évolution des concentrations d’un ensemble de composants dans un bassin de boues activées lors d’une épuration par nitrification-dénitrification pouvant être mise en œuvre par un système selon l’invention.

Le graphe 100 représente l’évolution des concentrations d’un ensemble de composants chimiques dans un bassin de boues activées lors d’une épuration par nitrification-dénitrification, où :

l’axe horizontal 110 représente le temps, en heures ;
l’axe vertical 120 représente les concentrations des composants, exprimées mg / l.

Le graphe 100 représente en particulier les évolutions des concentrations en :

du potentiel d’oxydo-réduction, selon la courbe 130 ;
de la concentration en ammoniaque, selon la courbe 131 ;
de la concentration en nitrates, selon la courbe 132 ;
de la concentration en oxygène dissous, selon la courbe 133 ;
de l’état de fonctionnement des surpresseurs du système de fourniture d’air, selon la courbe 134 (surpresseurs en fonctionnement lorsque la courbe est élevée, à l’arrêt sinon) ;
les courbes 131, 132 et 133 sont exprimées en mg / l, selon l’axe vertical 120.

Le graphe 100 représente également 4 phases 140, 141, 142 et 143 d’aération, c’est-à-dire de fourniture d’oxygène sous pression au bassin. Ces phases sont aussi dites phases de nitrification. L’oxygène peut être fourni par des suppresseurs. Les phases d’aération sont séparées par des phases dites d’anoxie ou dénitrification 150, 151, 152, 153, 154, au cours desquelles les suppresseurs sont à l’arrêt, et l’oxygène n’est pas fourni au bassin.

La demanderesse a observé que, durant les phases d’aération, la concentration en ammoniaque 131 diminue, alors que la concentration en nitrates 132 augmente. La vitesse d’augmentation de la concentration en nitrates dépend de la cinétique de la réaction. La phase de nitrification peut être schématiquement scindée en deux parties distinctes :

Dans une première partie, la teneur en oxygène dissous 133 évolue très peu et reste inférieure à 1 mg/l ;
Dans une deuxième partie, la teneur en oxygène dissous progresse rapidement de façon linéaire jusqu’à l’arrêt de la fourniture en air. La concentration en oxygène dissous peut atteindre alors plusieurs milligrammes par litre en fonction de la situation de charge.

Ceci est dû au fait que, durant la phase d’anoxie ou de dénitrification précédente, une charge polluante importante a été admise dans le volume du bassin biologique (composée notamment de carbone et d’azote) sans nitrification possible. En fin de phase de dénitrification, la concentration en N-NH4 atteint un maximum. Au démarrage des machines de production d’air, tout l’oxygène fourni est consommé par le milieu bactérien pour oxyder la pollution stockée. Tant que la concentration en N-NH4 est relativement élevée (> 1 à 2 mg/l), la cinétique de nitrification est forte et aucun résiduel d’oxygène dissous n’est détectable. Dès que l’azote stocké est entièrement oxydé, la cinétique de nitrification ralentit notablement car elle est limitée par le flux entrant instantané. La concentration en ammoniaque 131 présente alors un point d’inflexion qui indique le ralentissement de la cinétique de nitrification. A partir de ce moment, l’apport d’oxygène est excédentaire par rapport aux besoins instantanés.

L’un des principes de l’invention consiste donc à détecter un ralentissement de la cinétique de nitrification lorsque la concentration en oxygène dissous dépasse un seuil haut, et stopper à ce moment la fourniture d’air, afin que la fourniture d’air (et donc la consommation d’énergie) soit limitée aux conditions dans lesquelles la cinétique de nitrification est élevée, et ainsi optimiser un ratio entre consommation d’énergie et élimination de la pollution. De manière générale, on parlera dans cette description « d’oxygène », « de dioxygène » ou « d’oxygène dissous » pour désigner des molécules de dioxygène dissoutes dans l’eau.

Lors des phases d’anoxie ou dénitrification, l’ammoniaque contenue dans la pollution entrante se concentre dans le bassin d’aération. La concentration en ammoniaque 131 augmente donc, alors que la concentration en oxygène dissous 133 chute brutalement ainsi que la teneur en nitrates 132 en fonction de la cinétique de dénitrification.

Un autre principe de l’invention consiste à redémarrer la fourniture d’air sous pression, et donc enclencher une nouvelle phase de nitrification, lorsque la concentration en nitrate devient suffisamment faible.

La représente un système d’épuration d’eau par nitrification-dénitrification dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention.

Le système 200 est un système d’épuration d’eau par nitrification-dénitrification.

Le système 200 reçoit en entrée un flux d’eau brute 201. Cette eau brute peut notamment comprendre des eaux polluées et chargées en ammoniaque. Le système 200 traite les eaux, afin de renvoyer en sortie un flux d’eau de sortie dépolluée 202.

Le système 200 comprend un bassin de boues activées 210.

Le bassin de boues activées 210 peut être de différents types, notamment un bassin de boues activées à mélange intégral, ou un bassin à chenaux d’oxydation. Les bassins de boues activées à mélange intégral et bassins de boues activées à chenaux d’oxydation présentent notamment l’avantage d’avoir une concentration relativement homogène de chaque composant chimique au sein du bassin, car le contenu du bassin est constamment mélangé par des agitateurs. Ceci permet d’avoir des mesures de concentrations plus fiables.

Le bassin de boues activées comprend une zone d’anoxie 211, où s’effectue une dénitrification, et une zone d’aération 212, où s’effectue une nitrification.

Le système 200 comprend de plus un système de fourniture d’air sous pression 220 à la zone d’aération 212. Le système de fourniture d’air sous pression 220 permet de fournir de l’air sous pression, et donc du dioxygène, à la zone d’aération 212, pour favoriser la réaction de nitrification. La fourniture d’air sous pression présente cependant l’inconvénient d’être énergivore. Un objectif de l’invention consiste donc à optimiser la fourniture d’air sous pression, pour qu’elle n’ait lieu que lorsque les conditions d’une cinétique élevée de nitrification sont réunies, afin d’éviter une fournir excessive d’air, correspondant à une perte d’énergie.

Le système de fourniture d’air sous pression 220 peut notamment comprendre au moins un suppresseur 221, et des canalisations de fourniture d’air 222. Le système de fourniture d’air 220 peut être commandé par une instruction de fourniture d’air 223.

Le système 200 comprend également :

au moins une sonde 230 de mesure de la concentration de nitrate dans ladite zone d’aération. Il peut par exemple s’agir d’une sonde par absorption UV ;
au moins une sonde 231 de mesure de la concentration de dioxygène dans ladite zone d’aération. Il peut par exemple s’agir d’une sonde par luminescence.

Ces sondes permettent de connaître les concentrations respectives de nitrate et de dioxygène dissous dans la zone d’aération. Elles présentent de plus l’avantage de pouvoir être bâties sur des technologies robustes et éprouvées, dont les mesures sont fiables car basées sur des mesures instantanées plutôt que des mesures de tendance, tout en bénéficiant d’un entretien et d’un étalonnage très légers.

Le système 200 comprend également une unité de calcul 240. L’unité de calcul peut généralement être tout type d’unité apte à effectuer des calculs et opérations et gérer des entrées/sorties. Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, différents types d’unités de calcul sont utilisables: il peut par exemple s’agir d’un processeur tel qu’un microprocesseur, un microcontrôleur ou un processeur de signal numérique (également appelé en anglais Digital Signal Processor ou DSP). Le processeur n’est limité à aucun type ou architecture de processeur, et peut être configuré pour exécuter des opérations en chargeant des éléments de code exécutables.

L’au moins une unité de calcul peut être hébergée au sein d’un ou plusieurs dispositifs de calcul. Dans le cas où une pluralité d’unités de calcul sont utilisées, il peut par exemple s’agir de plusieurs cœurs d’un même processeur, de plusieurs processeurs d’un même dispositif de calcul, ou d’une pluralité de dispositifs de calcul (par exemple, une ferme de serveurs). L’au moins une unité de calcul peut être implémentée au sein d’une plate-forme dite SCADA (de l’anglais Supervisory Control And Data Acquisition, en français “système de contrôle et d’acquisition de données”), qui correspond à une plate-forme d’acquisition de données en temps réel de télémesures et de contrôle à distance d’installations techniques.

L’au moins une unité est configurée pour :

recevoir des mesures de l’au moins une sonde mesure de concentration de nitrate 230, et de l’au moins une sonde de mesure de concentration de dioxygène 231 ;
démarrer la fourniture d’air sous pression lorsque les mesures de concentration en nitrates sont inférieures à un seuil bas de nitrates SB_NO₃;
stopper la fourniture d’air sous pression lorsque les mesures de concentration en dioxygène sont supérieures à un seuil haut de dioxygène SH_O₂, ou lorsque les mesures de concentration en nitrates sont supérieures à un seuil haut de nitrates SH_NO₃.

La fourniture d’air peut être démarrée et stoppée en par simple instruction au système de fourniture d’air.

Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention lequel l’au moins une unité de calcul est configurée pour stopper la fourniture d’air sous pression lorsque les mesures de concentration en nitrates sont supérieures à un seuil haut de nitrates SH_NO₃.

Ceci permet de rendre l’arrêt de la fourniture en oxygène plus robuste, car une concentration élevée de nitrates, indiquant que la cinétique de la réaction est en train de, ou va ralentir, est également détectée. Ceci permet également de stopper la fourniture d’air, et donc la formation de nitrates, avant d’atteindre un seuil maximal autorisé d’azote global.

Lorsque la fourniture d’air est activée, le débit d’air peut être fixe, ou variable. Un débit d’air variable permet d’adapter au mieux la fourniture d’air pour favoriser la nitrification en fonction des besoins instantanés. En effet, en fonction de la situation de la station d’épuration, le besoin de dépollution, et donc de nitrification en phase d’aération peut être variable. Une fourniture d’air plus importante peut en particulier être souhaitable, si le débit d’entrée du système d’épuration augmente et/ou si l’eau entrante est très polluée.

Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, le système de fourniture d’air sous pression fournit un débit défini selon une table de débits définissant un débit différent, pour chaque plage d’une une pluralité de plages horaires successives.

Dit autrement, une table de débits définit, pour chaque plage horaire de la journée, un débit donné. Lorsque le système de fourniture d’air sous pression est activé, le débit fourni est choisi en fonction de la plage horaire. La table des débits peut par exemple se présenter de la manière suivante :

Nom de la plage	Début de plage (hh :mm)	Consigne Q (Nm³.h^-1)
Plage d’aération 1	0001	4000
Plage d’aération 2	0300	4000
Plage d’aération 3	0600	6000
Plage d’aération 4	1100	8000
Plage d’aération 5	1200	8000
…

Cette table se lit de la manière suivante :

La plage d’aération 1 va de 00h01) à 03h00 et est associée à un débit de 4000 Nm³par heure ;
La plage d’aération 2 va de 03h00 à 06h00, et est associée à un débit de 4000 Nm³par heure ;
La plage d’aération 3 va de 06h00 à 11h00, et est associée à un débit de 6000 Nm³par heure ;
La plage d’aération 4 va de 11h00 à 12h00, et est associée à un débit de 8000 Nm³par heure ;
La plage d’aération 5 va démarre à 12h00, et est associée à un débit de 8000 Nm³par heure.

Ainsi, si par exemple le système de fourniture d’air sous pression est activé à 8h (entre 6h et 11), la plage d’aération sera la plage 3, et le débit sélectionné vaudra Q = 6000 Nm³.h^-1. Les débits peuvent ainsi être adaptés en fonction des plages horaires, par exemple pour obtenir des débits forts aux heures de forte charge polluante.

Le tableau ci-dessus représente uniquement les plages de la matinée. Bien entendu des plages similaires peuvent être définies pour l’après-midi.

Le nombre de plages, leurs limites et les débits associés peuvent être définis en fonction des besoins attendus pour le système d’épuration à chaque moment de la journée, par exemple par un opérateur du système d’épuration.

La représente un exemple d’augmentation de débit de fourniture d’air suite une progression lente de l’oxygène dissous, et la représente un exemple de maintien de débit de fourniture d’air suite à une augmentation rapide de l’oxygène dissous.

Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, le système d’épuration d’eau comprend au moins une sonde de mesure de concentration en oxygène dissous dans ladite zone d’aération, et dans lequel l’au moins une unité de calcul est configurée pour :

calculer une variation de concentration d’oxygène dissous pendant un temps cible Tc, lorsque la fourniture d’air sous pression est démarrée ;
si ladite variation de concentration d’oxygène dissous est inférieure à un seuil cible d’oxygène dissous, augmenter le débit de fourniture d’air sous pression.

Dit autrement, lorsque le système de fourniture d’air est activé, l’évolution de la concentration d’oxygène dissous dans la zone d’aération est suivie en temps réel. Si la concentration en oxygène dissous augmente rapidement (c’est-à-dire que la variation de concentration en un temps donné est supérieure à un seuil), on considère que l’apport en oxygène est suffisant pour favoriser la croissance des colonies bactériennes favorisant la nitrification. Dans le cas contraire, une augmentation lente de l’oxygène dissous signifie que la quasi-totalité de l’oxygène est utilisé pour la croissance bactérienne, et que l’apport en oxygène est potentiellement insuffisant pour permettre aux colonies bactériennes de croître autant que possible. Le débit d’air, et donc l’apport en oxygène sont alors augmentés. Le débit d’air peut par exemple être augmenté d’une différence prédéfinie Q+.

A l’issue de l’augmentation, l’évolution de la concentration en oxygène dissous peut à nouveau être suivie pendant un temps cible Tc pour encore augmenter le débit, ou le maintenir constant.

Ce fonctionnement est représenté respectivement par les graphes 300a et 300b sur les figures 3a et 3b.

Ces deux figures représentent l’évolution de la concentration en oxygène dissous dans la zone d’aération, représentée sur l’axe vertical 320, dont l’origine est la concentration en oxygène dissous au moment du début de la mesure, en fonction du temps, représenté sur l’axe horizontal 310, dont l’origine est le début de la mesure.

Dans le cas du graphe 300a, au temps cible T_c, la différence de concentration en oxygène dissous 321a par rapport à l’origine est inférieure au seuil cible d’oxygène dissous V_c. Ceci signifie donc que la vitesse d’augmentation de concentration en oxygène dissous est faible. Dans ce cas, le débit d’air est augmenté, par exemple d’une différence prédéfinie Q+.

Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, la concentration en oxygène dissous pourra être encore mesurée pendant une nouvelle période de durée T_c, pour évaluer l’opportunité d’une nouvelle augmentation du débit d’air, si la vitesse d’augmentation de concentration en oxygène dissous est encore insuffisante.

Dans d’autres modes de réalisation, un seul incrément du débit d’air est envisagé, à un temps cible T_caprès le début de la fourniture d’air.

Dans le cas du graphe 300b, la différence de concentration en oxygène dissous 321b par rapport à l’origine est supérieure au seuil cible d’oxygène dissous V_c. Ceci signifie donc que la vitesse d’augmentation de concentration en oxygène dissous est suffisamment importante, ce qui signifie que les colonies bactériennes disposent de suffisamment d’oxygène. Dans ce cas, le débit de fourniture d’air sous pression est maintenu constant, jusqu’à l’arrêt de la fourniture d’air.

Comme la consigne initiale de débit d’air Q, la différence prédéfinie de consigne de débit d’air Q+ , le temps cible T_cet le seuil cible d’oxygène dissous V_cde différence de concentration en oxygène dissous peuvent être définis dans une table par plage horaire, dont les nombre de plages, limites de plages et valeurs de paramètres peuvent par exemple être définis par un opérateur. Par exemple, la plage suivante peut être utilisée, avec la même convention de notation des heures que la table précédente :

Nom de la plage	Début de plage (hh :mm)	Consigne Q (Nm³.h^-1)	Différence de consigne Q+ (Nm³.h^-1)	Temps Cible T_c(secondes)	Seuil cible d’oxygène dissous V_c(mg.l^-1)
Plage d’aération 1	0001	4000	1000	900	1,5
Plage d’aération 2	0300	4000	1000	900	1,5
Plage d’aération 3	0600	6000	2000	600	1,2
Plage d’aération 4	1100	8000	2000	600	1,0
Plage d’aération 5	1200	8000	2000	600	1,0
Plage d’aération 6	1500	6000	2000	600	1,0
Plage d’aération 7	1900	8000	2000	600	1,0
Plage d’aération 8	2200	5000	1000	900	1,2

Dans lequel :

La colonne « Début de plage » représente le temps de début de la plage, avec un format hh :mm (les deux premiers chiffres représentent l’heure, les deux derniers les minutes, comme dans la table précédente) ;
La colonne « Consigne Q » représente la consigne initiale de débit d’air, en Nm³par heure ;
La colonne « Différence de Consigne Q+ » représente la différence de consigne à appliquer au de débit d’air, en Nm³par heure, lorsque la variation de concentration en oxygène dissous est inférieure au seuil ;
La colonne « Temps Cible » représente le temps cible T_c, en secondes, auquel on regarde la différence de concentration en oxygène ;
La colonne « Seuil cible d’oxygène dissous » représente le seuil V_cde différence de concentration en oxygène, en mg par litres, en dessous duquel on considère que l’augmentation en concentration en oxygène dissous est insuffisante.

Par exemple, à 16h, on sera dans la « Plage d’aération 6 » comprise entre 15h00 et 19h00. La fourniture d’air sera donc initiée avec un débit Q = 6000 Nm³.h^-1. La concentration en oxygène dissous sera mesurée au démarrage de la fourniture d’air, puis au temps T_c= 600 secondes. Si la différence de concentration est inférieure au seuil V_cde 1,0 mg.l^-1, le débit d’air sera augmenté de la différence de consigne Q+ = 2000 Nm³.h^-1, puis l’évolution de la concentration en oxygène dissous sera à nouveau mesurée pendant une durée T_c, pour évaluer l’opportunité d’une nouvelle augmentation du débit.

Ceci permet d’adapter l’ensemble des paramètres de gestion du débit aux besoins d’épuration attendus sur l’ensemble de la journée.

Bien sûr, les plages et paramètres ci-dessus sont fournis à titre d’exemple illustratif et non limitatif uniquement, et d’autres plages et valeurs de paramètres peuvent être définis. Les plages et valeurs de paramètres peuvent par exemple être définis par un opérateur du système d’épuration, ou par apprentissage automatique.

Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, l’au moins une unité de calcul est configuré pour redémarrer la fourniture d’air sous pression au plus tôt après une durée T_min après avoir stoppé la fourniture d’air.

Dit autrement, lorsque la fourniture d’air est arrêtée, les différents paramètres sont suivis en temps réel pour vérifier lorsque les conditions de reprise de la fourniture d’air, en particulier la concentration en nitrates, sont réunies. Si les paramètres indiquent que la fourniture d’air doit reprendre avant le délai T_min (par exemple, si la concentration en nitrates devient inférieure au seuil bas de nitrates), la fourniture d’air ne redémarre qu’après ce délai T_min.

Ceci permet de s’assurer que la réaction de dénitrification sera mise en œuvre pendant une durée minimale à chaque cycle. Ceci permet également d’éviter un démarrage trop fréquent de la fourniture d’air, susceptible d’endommager les dispositifs de fourniture d’air tels que les surpresseurs. Le délai T_minpeut être défini en fonction d’un nombre de démarrages maximal des dispositifs de fourniture d’air par unité de temps.

De manière plus générale, l’au moins une unité de calcul peut être configurée, en complément des tests sur les concentrations en dioxygène et en nitrates, pour appliquer des temps minima et maxima de fourniture, et d’arrêt de fourniture d’air.

La représente un exemple de d’évolution de paramètres physico-chimiques dans un exemple de système d’épuration selon un mode de réalisation de l’invention, au cours de plusieurs cycles de nitrification-dénitrification.

Le graphe 400 représente l’évolution combinée d’une pluralité de grandeurs physico-chimiques au cours du temps, dans un exemple de système d’épuration selon un mode de réalisation de l’invention, au cours de plusieurs cycles de nitrification-dénitrification :

La courbe 430 représente la concentration en dioxygène dans la zone d’aération ;
La courbe 440 représente la concentration en nitrates dans la zone d’aération ;
La courbe 450 représente le débit d’air fourni par le système de fourniture d’air sous pression ;
La courbe 460 représente le potentiel redox dans la zone d’aération (pour information, puisqu’il n’est pas utilisé dans la détermination des périodes de démarrage et d’arrêt de la fourniture d’air).

L’axe horizontal 410 représente le temps, et l’axe vertical 420 les valeurs croissantes des concentrations en dioxygène, concentration en nitrates, débit d’air et potentiel redox.

On peut observer sur le graphe 400 que, dans cet exemple :

la fourniture d’air sous pression est arrêtée :
- soit lorsque la concentration en oxygène dépasse le seuil haut de dioxygène SH_O_2,comme par exemple aux temps 470 et 471 ;
- soit lorsque la concentration en nitrates dépasse le seuil haut de nitrates SH_NO_3,comme par exemple au temps 472 ;
la fourniture d’air sous pression est enclenchée :
- soit lorsque la concentration en nitrates descend en-dessous du seuil bas de nitrates SH_NO₃ _,et que le temps minimum T_mindepuis l’arrêt de la fourniture d’air a été dépassé, comme par exemple aux temps 473 et 474 ;
- soit lorsque le temps minimum T_mindepuis l’arrêt de la fourniture d’air est atteint, si la concentration en nitrates est déjà inférieure au seuil bas de nitrates SH_NO_3,comme par exemple aux temps 475 et 476 ;
si, après un temps cible T_caprès la fourniture d’air, la concentration en oxygène est inférieure au seuil V_c, le débit d’air est augmenté, comme par exemple aux temps 477 et 478.

Revenant à la , dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention le système 200 comprenant au moins un capteur 250 de concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système 202, et l’au moins une unité de calcul 240 est configurée pour adapter au moins un des seuils de concentration en dioxygène et en nitrates en fonction de ladite concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système.

Dit autrement, un capteur ou analyseur d’ammoniaque 250 est placé en sortie du système d’épuration. En fonction des concentrations mesurées en ammoniaque, un ou plusieurs des seuils SH_O₂SH_NO₃ou SB_NO₃peuvent être modifiés.

Les concentrations d’ammoniaque cibles peuvent consister en une concentration maximale, afin de s’assurer que le niveau de dépollution voulu est atteint, mais également en une concentration minimale. Par exemple, on peut viser une concentration d’ammoniaque en sortie comprise entre 1 et 3 mg par litre. La concentration minimale permet d’éviter d’aboutir à une concentration plus faible que ce qui est attendu dans le cadre de l’épuration d’eau, et donc à une consommation excessive par rapport au résultat attendu.

Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention :

le seuil haut de concentration en dioxygène SH_O₂est augmenté si la concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système est supérieure à un seuil haut de concentration en ammoniaque prédéfini ;
le seuil haut de concentration en dioxygène SH_O₂est diminué si la concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système est inférieure à un seuil à un seuil bas de concentration en ammoniaque prédéfini.

Par exemple :

le seuil haut de concentration en dioxygène SH_O₂peut être initialisé à 2 mg/l, et augmenté ou diminué de 0,5 mg/l en fonction des concentrations en ammoniaque en sortie ;
et les seuils bas et haut de concentration en ammoniaque respectivement définis à 1 et 3 mg/l.

Dans ce cas, lorsque le seuil haut de concentration en dioxygène SH_O₂est fixé à 2 mg/l :

si la concentration en ammoniaque en sortie descend en-dessous de 1 mg/l, le seuil SH_O₂est diminué à 1,5 mg/l afin de réduire le temps d’aération;
si la concentration en ammoniaque en sortie monte au-dessus de 3 mg/l, le seuil SH_O₂est augmenté à 2,5 mg/l afin d’augmenter le temps d’aération.

Le seuil SH_O₂peut ensuite être encore augmenté/diminué. Par exemple, lorsque le seuil SH_O₂est égal à 1,5 mg/l :

si la concentration en ammoniaque en sortie descend en-dessous de 1 mg/l, le seuil SH_O₂est diminué à 1 mg/l ;
si la concentration en ammoniaque en sortie monte au-dessus de 3 mg/l, le seuil SH_O₂est augmenté à 2 mg/l.

Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, le seuil cible d’oxygène dissous V_cest un seuil prédéfini.

Dans d’autres modes de réalisation de l’invention, le seuil cible d’oxygène dissous V_cest augmenté ou diminué simultanément au seuil haut de concentration en dioxygène SH_O₂.

Dit autrement, le seuil cible d’oxygène dissous Vc est adapté simultanément au seuil haut de concentration en dioxygène SH_O₂en étant augmenté, respectivement diminué en même temps.

Par exemple, la valeur du seuil cible d’oxygène dissous Vc peut être définie à chaque instant en fonction de la valeur de SH_O₂. Elle peut par exemple être définie, avec SH_O₂et V_cexprimés en mg/l, comme: Équation 1

L’analyse de la concentration en ammoniaque en sortie du système d’épuration peut également être utilisée pour adapter le seuil haut de concentration en nitrates SH_NO₃.

Ainsi, dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention :

le seuil haut de concentration en nitrates SH_NO₃est fixé à une première valeur prédéfinie si la concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système est supérieure à un seuil haut de concentration en ammoniaque prédéfini ;
le seuil haut de concentration en nitrates SH_NO₃est fixé à une deuxième valeur prédéfinie, supérieure à la première, si la concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système est inférieure à un seuil à un seuil bas de concentration en ammoniaque prédéfini ;
la somme de la première valeur prédéfinie et du seuil haut de concentration en ammoniaque prédéfini d’une part, et de la deuxième valeur prédéfinie et du seuil bas de concentration en ammoniaque prédéfini d’autre part, sont inférieures à un niveau maximal autorisé d’azote global.

Ceci permet de s’assurer qu’un niveau maximal autorisé d’azote global n’est jamais dépassé en sortie du système d’épuration. Le niveau d’azote global (également abrévié “NGL”) est égal à la somme de la concentration en ammoniaque et de la concentration en nitrates et nitrites.

Le niveau maximal autorisé d’azote global peut être défini de différentes manières. Il peut par exemple être défini au niveau règlementaire par les autorités.

Le choix du seuil maximal autorisé d’azote global peut par exemple être dicté par des contraintes règlementaires. Par exemple, pour un seuil maximal autorisé d’azote global de 10 mg/l, on peut avoir le réglage suivant :

si la concentration en ammoniaque en sortie dépasse un seuil de 2,5 mg/l, on fixe le seuil SH_NO₃à 6 mg/l ;
si la concentration en ammoniaque en sortie diminue sous un seuil de 1,5 mg/l, on fixe le seuil SH_NO₃à 8 mg/l.

Selon différents modes de réalisation de l’invention, différents types de capteurs d’ammoniaque 250 peuvent être utilisés.

Par exemple, des capteurs reposant sur le principe de la diffusion gazeuse de l’ammoniaque à travers une membrane qui est perméable à ce gaz seulement peuvent être utilisés. Ces capteurs présentes l’avantage, de ne pas subir d’interférence de la part d’autres composés.

Par temps de pluie, la concentration en polluants dans l’eau entrante dans le système peut être particulièrement faible. Dans ce cas, le débit d’air standard peut être supérieur au besoin instantané de fourniture en oxygène. L’oxygène dissous peut alors atteindre des valeurs très élevées, susceptibles de nuire au processus de dénitrification.

Afin de surmonter ce problème, dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, la fourniture d’air sous pression est initialisée :

à un débit d’air minimal, si le débit d’eau entrant dans le système est supérieur à un seuil représentatif d’un temps pluvieux depuis une durée supérieure ou égale à un seuil prédéfini ;
à un débit d’air standard, dans le cas contraire.

Dit autrement, le débit d’eau en entrée du système est détecté en temps réel. Lorsque le débit d’eau en entrée est supérieur à un seuil (par exemple un seuil Q_pluie de 2 000 m³/h) depuis au moins une durée prédéfinie par exemple D1_pluie : 8 heures, la fourniture d’air est initialisée, lorsque les conditions sont remplies, à un débit minimal correspondant à une situation de pluie. Dans le cas contraire (si le débit d’eau en entrée est supérieur au seuil Q_pluie depuis une durée plus faible, ou si le débit d’eau est redescendu sous le seuil), la fourniture d’air est enclenchée au débit standard.

Ceci permet d’adapter la fourniture d’air aux conditions de pluie, dans lesquelles l’eau entrante est moins chargée en ammoniaque, et les besoin en oxygène sont moins importants.

Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, le système comprend un clarificateur 260 en sortie du bassin de boues activée 210. Le clarificateur 260 permet de séparer la boue activée de l’eau traitée qui peut rejoindre le milieu naturel par la sortie 202.

La boue activée peut être recirculée vers le bassin d’aération 210 par un circuit 270 de recirculation des boues pour conserver constante la concentration biologique. Un deuxième circuit de 271 de recirculation des boues peut également être établi pour recirculer les boues d’une sortie de la zone d’aération 212 vers une entrée de la zone d’anoxie 211.

La représente un exemple de comparaison de concentrations de polluants en sortie d’un système d’épuration, respectivement dans un exemple de mode de réalisation de l’invention, et selon l’état de l’art.

La représente une comparaison des sommes de concentrations en nitrates et ammoniaque dans l’eau en sortie d’une station d’épuration basée sur une nitrification-dénitrification, respectivement :

selon un exemple de mode de réalisation de l’invention ;
selon un exemple de l’état de l’art, où le démarrage et l’arrêt de la fourniture d’air sont pilotés par les mesures d’une sonde de potentiel redox.

La représente plus particulièrement, pour chacun des deux systèmes :

la moyenne 510 des sommes de concentrations en nitrates et ammoniaque sur une première période de temps ;
le maximum 520 des sommes de concentrations en nitrates et ammoniaque sur la première période de temps ;
la moyenne 530 des sommes de concentrations en nitrates et ammoniaque sur une deuxième période de temps ;
le maximum 540 des sommes de concentrations en nitrates et ammoniaque sur la deuxième période de temps.

On constate que le système selon l’invention permet de réduire à la fois la concentration moyenne, et la concentration maximale en polluants, sur les deux périodes, par rapport à la solution de l’état de l’art basée sur une sonde redox.

La représente une méthode mise en œuvre par ordinateur dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention.

La méthode 600 comprend une première étape 610 de réception des mesures d’au moins une sonde mesure de concentration de nitrate 230, et d’au moins une sonde de mesure de concentration de dioxygène 231 situées dans une zone d’aération 212 d’un un bassin de boues activées 210 d’un système d’épuration d’eau par nitrification-dénitrification 200 comprenant une zone d’anoxie 211 et la zone d’aération.

La méthode 600 comprend ensuite une deuxième étape 620 de démarrage d’ une fourniture d’air sous pression à la zone d’aération lorsque les mesures de concentration en nitrates sont inférieures à un seuil bas de concentration en nitrates SB_NO₃.

La méthode 600 comprend ensuite une troisième étape 630 d’arrêt de la fourniture d’air sous pression à la zone d’aération lorsque les mesures de concentration en dioxygène sont supérieures à un seuil haut de concentration en dioxygène SH_O₂.

Tous les modes de réalisation évoqués ci-dessus sont respectivement applicables à la méthode 600.

Avantageusement, la méthode 600 comprend une étape d’arrêt de la fourniture d’air sous pression lorsque les mesures de concentration en nitrates sont supérieures à un seuil haut de concentration en nitrates SH_NO₃.

Avantageusement, la fourniture d’air sous pression un débit défini selon une table de débits définissant un débit différent, pour chaque plage d’une une pluralité de plages horaires successives.

Avantageusement, la méthode comprend également :

une étape de réception des mesures d’au moins une sonde d’oxygène dissous dans ladite zone d’aération ;
une étape de calcul d’une variation de concentration d’oxygène dissous pendant un temps cible Tc, lorsque la fourniture d’air sous pression est démarrée ;
si ladite variation de concentration d’oxygène dissous est inférieure à un seuil cible d’oxygène dissous Vc, une étape d’augmentation le débit de fourniture d’air sous pression.

Avantageusement, la méthode comprend également une étape de redémarrage de la fourniture d’air sous pression au plus tôt après une durée T_min après avoir stoppé la fourniture d’air.

Avantageusement, la méthode comprend :

une étape de réception des mesures d’au moins au moins un capteur de concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système ;
une étape d’adaptation adapter d’au moins un des seuils de concentration en dioxygène et en nitrates en fonction de ladite concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système.

Avantageusement, la méthode comprend :

une étape d’augmentation du seuil haut de concentration en dioxygène SH_O₂si la concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système est supérieure à un seuil haut de concentration en ammoniaque predefine ;
une étape de diminution du seuil haut de concentration en dioxygène SH_O₂si la concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système est inférieure à un seuil à un seuil bas de concentration en ammoniaque prédéfinie.

Avantageusement :

le seuil haut de concentration en nitrates SH_NO₃est fixé à une première valeur prédéfinie si la concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système est supérieure à un seuil haut de concentration en ammoniaque prédéfini ;
le seuil haut de concentration en nitrates SH_NO₃est fixé à une deuxième valeur prédéfinie, supérieure à la première, si la concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système est inférieure à un seuil à un seuil bas de concentration en ammoniaque prédéfini ;
la somme de la première valeur prédéfinie et du seuil haut de concentration en ammoniaque prédéfini d’une part, et de la deuxième valeur prédéfinie et du seuil bas de concentration en ammoniaque prédéfini d’autre part, sont inférieures à un niveau maximal cible d’azote global.

Avantageusement, méthode comprend une étape d’initialisation de la fourniture d’air sous pression est :

Les exemples ci-dessus démontrent la capacité de l’invention à assurer une épuration efficace de l’eau tout en optimisant l’énergie dépensée pour la fourniture d’air d’un système d’épuration d’eau par nitrification-dénitrification. Ils ne sont cependant donnés qu’à titre d’exemple et ne limitent en aucun cas la portée de l’invention, définie dans les revendications ci-dessous.

Claims

Système d’épuration d’eau par nitrification-dénitrification (200) comprenant :
un bassin de boues activées (210) comprenant une zone d’anoxie (211) et une zone d’aération (212) ;

un système de fourniture d’air sous pression (220) à ladite zone d’aération ;

au moins une sonde de mesure de concentration de nitrate (230) dans ladite zone d’aération ;

au moins une sonde de mesure de concentration de dioxygène (231) dans ladite zone d’aération ;

au moins une unité de calcul (240) configuré pour :

recevoir des mesures de l’au moins une sonde mesure de concentration de nitrate, et de l’au moins une sonde de mesure de concentration de dioxygène ;

démarrer une fourniture d’air sous pression lorsque les mesures de concentration en nitrates sont inférieures à un seuil bas de concentration en nitrates (SB_NO₃) ;

stopper la fourniture d’air sous pression lorsque les mesures de concentration en dioxygène sont supérieures à un seuil haut de concentration en dioxygène (SH_O₂).
Système d’épuration d’eau selon la revendication 1, dans lequel l’au moins une unité de calcul est configurée pour stopper la fourniture d’air sous pression lorsque les mesures de concentration en nitrates sont supérieures à un seuil haut de concentration en nitrates (SH_NO₃).
Système d’épuration d’eau selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système de fourniture d’air sous pression fournit un débit défini selon une table de débits définissant un débit différent, pour chaque plage d’une une pluralité de plages horaires successives.
Système d’épuration d’eau selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins une sonde de mesure de concentration en oxygène dissous dans ladite zone d’aération, et dans lequel l’au moins une unité de calcul est configurée pour :
calculer une variation de concentration d’oxygène dissous pendant un temps cible (Tc), lorsque la fourniture d’air sous pression est démarrée ;

si ladite variation de concentration d’oxygène dissous est inférieure à un seuil cible d’oxygène dissous (Vc), augmenter le débit de fourniture d’air sous pression.
Système d’épuration d’eau selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une unité de calcul est configurée pour redémarrer la fourniture d’air sous pression au plus tôt après une durée T_minaprès avoir stoppé la fourniture d’air.
Système d’épuration d’eau selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un capteur (250) de concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système (202), dans lequel l’au moins une unité de calcul est configurée pour adapter au moins un des seuils de concentration en dioxygène et en nitrates en fonction de ladite concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système.
Système selon la revendication 6, dans lequel :
le seuil haut de concentration en dioxygène (SH_O₂) est augmenté si la concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système est supérieure à un seuil haut de concentration en ammoniaque prédéfini ;

le seuil haut de concentration en dioxygène (SH_O₂) est diminué si la concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système est inférieure à un seuil à un seuil bas de concentration en ammoniaque prédéfini.
Système selon la revendication 7, dépendant de la revendication 4, dans lequel le seuil cible d’oxygène dissous (Vc) est augmenté ou diminué simultanément au seuil haut de concentration en dioxygène (SH_O₂).
Système selon la revendication 6, dans lequel :
le seuil haut de concentration en nitrates (SH_NO₃) est fixé à une première valeur prédéfinie si la concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système est supérieure à un seuil haut de concentration en ammoniaque prédéfini ;

le seuil haut de concentration en nitrates (SH_NO₃) est fixé à une deuxième valeur prédéfinie, supérieure à la première, si la concentration en ammoniaque de l’eau en sortie du système est inférieure à un seuil à un seuil bas de concentration en ammoniaque prédéfini ;

la somme de la première valeur prédéfinie et du seuil haut de concentration en ammoniaque prédéfini d’une part, et de la deuxième valeur prédéfinie et du seuil bas de concentration en ammoniaque prédéfini d’autre part, sont inférieures à un niveau maximal autorisé d’azote global.
Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la fourniture d’air sous pression est initialisée :
à un débit d’air minimal, si le débit d’eau entrant dans le système est supérieur à un seuil représentatif d’un temps pluvieux depuis une durée supérieure ou égale à un seuil prédéfini ;

à un débit d’air standard, dans le cas contraire.
Procédé (600) de démarrage/d’arrêt de fourniture d’air mise en œuvre par ordinateur comprenant :
la réception (610) des mesures d’au moins une sonde mesure de concentration de nitrate (230), et d’au moins une sonde de mesure de concentration de dioxygène (231) situées dans une zone d’aération (212) d’un bassin de boues activées (210) d’un système d’épuration d’eau par nitrification-dénitrification (200) comprenant une zone d’anoxie (211) et la zone d’aération ;

le démarrage (620) d’une fourniture d’air sous pression à la zone d’aération lorsque les mesures de concentration en nitrates sont inférieures à un seuil bas de concentration en nitrates (SB_NO₃) ;

l’arrêt (630) de la fourniture d’air sous pression à la zone d’aération lorsque les mesures de concentration en dioxygène sont supérieures à un seuil haut de concentration en dioxygène (SH_O₂).
Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon la revendication 11 lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.