Quel est le protocole optimal pour le traitement biologique par boues activées?

UNE RÉVOLUTION DANS L’épuration
Document à l’usage des bureaux d’études

 sommaire
L’édito 3

4 Historique L’EDITO

Pourquoi le 6 Nous en sommes témoins, et parfois nous subis sons cette règle : les plus petites choses
Speed-o-clar ?
peuvent avoir les plus grands effets…
En cette période où s’appliquent les conséq uences incalculables d’un virus, il est
8 Présentation du
Speed-o-clar heureux de rencontrer une solution qui puisse augmenter notre potentiel sans impacter
financièrement notre fonctionnement. Le Speed-O-Clar fait partie de ces petites choses
Influence du Speed-o-clar 1 1 aussi indispensables dans les stations d’épuration qu’un rétroviseur dans une voiture.
sur les steps Aujourd’hui cette invention est en train de se répandre à la vitesse d’un virus, aussi je me
permets de vous adresser cette plaquette pour vous aider à définir le dimensionnement
1 4 Référencement des ouvrages (Clarificateur et Bassin d’aération) qui peuvent être limités grâce au procédé.
N’hésitez pas à nous contacter pour plus d’explications.

2 3

 historique Puis, de l’analyse à la solution, nous avons fait évoluer le procédé qui s’imposait.
Nous devions changer les courants dans le clarificateur circulaire par un système :

qui sommes-nous ? sans
simple
entretien
Une petite entreprise née en 2001 d’une recherche sur la densité des liquides, d’où sans
le terme DENSI. Bien entendu, une ligne de produits aurait dû sortir de nos ateliers statique
usure
(LINE)…
Mais notre recherche nous a amenés là où nous ne nous attendions pas : les stations
d’épuration avec leurs corollaires : clarificateurs engorgés, départs de boues, voile
C’est ainsi qu’est né le Speed-O-Clar, brevet déposé par Gilles Galichet , gérant de Densiline :
de boues, phosphates, MES, etc…
Un premier prototype testé en malterie,
Venus du secteur de l’agro-alimentaire et de la vinification en particulier, nous Désormais, les Speed-O-Clar
n’étions pas formatés aux règles de calculs des steps.
Un second installé chez notre premier client les établissem e nts Cr ouvezier sont devenus des éléments
avec un déflecteur imposant qui n’existe plus dans les mo dèles r écents et
C’est grâce à cette ingénuité que nous avons soulevé les bonnes questions :
un grand merci à Monsieur Crouvezier qui nous a fait conf i ance, indispensables pour les
Que sont ces plaques de boues sur les clarificateurs ? Puis des installations qui se multiplient en lieu et place d e la pl upart des collectivités et les industriels
Comment se produisent-elles ? projets d’agrandissements ou de mise à niveau des steps. qui les ont adoptés.
Dénitrification ou lyse bactérienne ?
4 5

 pourquoi le speed-o-clar ? Le contenu intra-cellulaire est alors dilué dans le milieu de décantation, ce qui provoque le sursaut de
densité de 2g/l dans l’éprouvette. Il y a alors inversion de la poussée sur l’enveloppe bactérienne vidée de
son contenu. C’est la remontée des boues.
Le procédé est issu des observations suivantes :
Le Speed-O-Clar a été pensé pour récupérer le plus rapidement possible les boues
Après deux heures et demie de décantation, une éprouvette de boues de bassin d’aération, dans 80% des cas, se modifie brutalement dans les clarificateurs (avant les 2,5h fatidiques).
en deux parties qui s’inversent : les boues décantées remontent en majorité à la surface (en quelques minutes) tandis que la densité du
liquide clarifié augmente de 2g/litre environ. A l’opposé du Clifford dont les courants induits provoquent l’éloignement des boues vers
À ce moment on constate un accroissement de la charge en phosphates dilués. les parois extérieures, et engendrent le voile de boues et une vitesse de décantation
Ce phénomène correspond à une lyse bactérienne organisée par les enzymes intra-cellulaires qui coopèrent limitée par les courants ascendants, le Speed-O-Clar provoque des contre-
à la destruction de la cellule. courants qui accélèrent les décantations en additionnant les courants
descendants à la vitesse de sédimentation.
4 Taux de phosphates (X12)
Ainsi, un clarificateur équipé du Speed-O-Clar peut passer au minimum un débit
de pointe correspondant à une vitesse ascensionnelle de 1m/h par m2 de
3 1000 surface de miroir.
Phosphates en mg/l REMONTÉE DES BOUES Masse volumique (+2g/l)
2 999 masse volumique en g/l Expérience réalisée au laboratoire de pour exemple

la station de Troyes barberey
1
998 Un clarificateur de 100m2 de surface de miroir peut,avec le Speed-O-Clar, passer un débit
de pointe supérieur ou égal à 100 m3/h dans des conditions normales (Indice de boues, masse
Temps en heures
volumique de l’eau traitée).
6 7

 présentation du speed-o-clar
A l’instar des déflecteurs aérauliques placés sur certains bolides (F1, GT etc…), le Speed-O-Clar est un déflecteur hydraulique qui :
Transforme les sorties turbulentes du plot central en flux laminaires ;
Vs
Crée un ensemble de contre-courants qui :
Va Vcc
sont centripètes en fond de clarificateurs
ascendants verticaux au droit du plot central
descendants au niveau de la zone de décantation
Voiles de boues
Favorise, par la recirculation des particules, l’agglomération des flocs les plus petits avec les plus gros arrivant
du dégazeur et débouchant dans le clarificateur. Avec un clifford Avec un Speed-o-clar
Va = vitesse ascensionnelle Va apparente= Q/Sm
Rappel : Loi de Stokes Vd = vitesse de décantation Va Vs
Vs = vitesse de sédimentation dynamique
La vitesse de décantation Vd d’une particule est proportionnelle au carré de son diamètre D Vcc = vitesse des contre-courants
Vs = Va-Vd doit être <0
Vs = Vcc+Vd
Vd = KD2 Va = Q/Sm (valeur souvent retenue: 0,6m/h)
Sm= surface miroir Va 1m/h

Recirculation importante au sein du dispositif Fortes vitesses dans le dispositif puis
puis recirculation verticale avec vitesses au recirculation verticale à vitesse homogène et
fond orientées vers l’extérieur du bassin vitesses au fond orientées vers la recirculation


Vitesse (m/s) Vitesse (m/s)
CLIFFORD SPEE D-O-CLAR
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20
8 9

 Ainsi, le Speed-O-Clar a trois effets: Influence du speed-o-clar sur les steps

Dans le cas ci-contre, la recirculation est de :
1 La transformation de l’écoulement
turbulent en écoulement laminaire 200% entre le clarificateur et le bassin d’aération avec Clifford
De 50% avec le Speed-O-Clar car les boues sont concentrées en pied de plot central et ne
nécessitent pas d’énergie pour récupérer le voile de boues, puisqu’il est absent.
2 La recirculation des petites particules
Arrivée 100%
non décantées vers l’arrivée des flocs en
provenance du bassin d’aération, dans une Clifford
chambre doublant la partie cylindrique du
fût central. Bassin d’aération
Séjour = T
La déflexion des courants laminaires Entrée clarif : 300% Voiles de boues
3 Recirculation 200%
vers la surface afin d’engendrer des
contre-courants centripètes paraboliques
Arrivée 100%
qui entrainent les boues décantées au Speed-o-clar
fond puis vers le centre.
Bassin d’aération
Séjour = 2T
Entrée clarif : 150%
Recirculation 50%

10 11

 Conséquence immédiate : Nous en avons déduit le tableau suivant qui a été confirmé par les observations et les mesures réalisées sur les installations existantes :
Charge dans BA(g/l)/ Recirc (%) 25 50 75 100 125 150 200 250 300
1 5,00 3,00 2,33 2,00 1,80 1,67 1,50 1,40 1,33
Réduction des débits arrivant au clarificateur 1,5 7,50 4,50 3,50 3,00 2,70 2,50 2,25 2,10 2,00
2 10,00 6,00 4,67 4,00 3,60 3,33 3,00 2,80 2,67
Amélioration de la sédimentation 2,5 12,50 7,50 5,83 5,00 4,50 4,17 3,75 3,50 3,33
3 15,00 9,00 7,00 6,00 5,40 5,00 4,50 4,20 4,00
3,5 17,50 10,50 8,17 7,00 6,30 5,83 5,25 4,90 4,67
Augmentation du temps de séjour des bou es dans le bassin d’aération 4 20,00 12,00 9,33 8,00 7,20 6,67 6,00 5,60 5,33
4,5 22,50 13,50 10,50 9,00 8,10 7,50 6,75 6,30 6,00
5 25,00 15,00 11,67 10,00 9,00 8,33 7,50 7,00 6,67
Conséquences sur les projets : 5,5 27,50 16,50 12,83 11,00 9,90 9,17 8,25 7,70 7,33
6 30,00 18,00 14,00 12,00 10,80 10,00 9,00 8,40 8,00
6,5 32,50 19,50 15,17 13,00 11,70 10,83 9,75 9,10 8,67
7 35,00 21,00 16,33 14,00 12,60 11,67 10,50 9,80 9,33
7,5 37,50 22,50 17,50 15,00 13,50 12,50 11,25 10,50 10,00
Dimensionnement des clarificateurs: 1m2 de surface permet de passer au moins 1m3/h de débit
8 40,00 24,00 18,67 16,00 14,40 13,33 12,00 11,20 10,67
8,5 42,50 25,50 19,83 17,00 15,30 14,17 12,75 11,90 11,33
Les bassins d’aération peuvent être diminués avec un calcul de temps de séjour basé sur 1,5 9 45,00 27,00 21,00 18,00 16,20 15,00 13,50 12,60 12,00
fois le débit d’entrée 9,5 47,50 28,50 22,17 19,00 17,10 15,83 14,25 13,30 12,67
10 50,00 30,00 23,33 20,00 18,00 16,67 15,00 14,00 13,33
10,5 52,50 31,50 24,50 21,00 18,90 17,50 15,75 14,70 14,00
Le temps de séjour dans le clarificateur étant très faible (<2h) les boues sont encore actives dans
11 55,00 33,00 25,67 22,00 19,80 18,33 16,50 15,40 14,67
la recirculation. La zone de contact (ou anoxie) n’est pas nécessaire et même contre-productive. 11,5 57,50 34,50 26,83 23,00 20,70 19,17 17,25 16,10 15,33
12 60,00 36,00 28,00 24,00 21,60 20,00 18,00 16,80 16,00
12,5 62,50 37,50 29,17 25,00 22,50 20,83 18,75 17,50 16,67
13 65,00 39,00 30,33 26,00 23,40 21,67 19,50 18,20 17,33
De façon plus générale, toutes les boues arrivant dans le clarificateur équipé du procédé sont récupérées sous l’effet des cont re- 13,5 67,50 40,50 31,50 27,00 24,30 22,50 20,25 18,90 18,00
courants. Avec l’aide du pont, racleur ou suceur, elles sont collectées et re-circulées vers le Bassin d’aération, intégralement . 14 70,00 42,00 32,67 28,00 25,20 23,33 21,00 19,60 18,67
Tableau des concentrations de boues dans la recirculation en fonction de la charge et de la
recirculation en % du débit d’entrée dans le bassin d’aération.
12 13

 Référencement “[...] En 2011, le système a été testé avec succès pen dant 7 mois sur la station de l’entreprise d’ennoblissement
textile Crouvezier Développement, à Gérardmer (88). « Nous avions des problèmes de boues flottantes et une
DCO de 500 à 600 mg/l en sortie. Désormais, la décantation est bonne et la DCO rejetée est en dessous des 250 mg/l
réglementaires », relate Yves Crouvezier, président-directeur général de l’entreprise. Les rejets de phosphore,
d’azote et de MES ont eux aussi dans le même temps fortement chuté. “
“Le Speed-O-Clar permet de supporter au moins des débits
de pointe de 140 m3/h, sans dégrader le fonctionnement Yves Crouvezier – Président -directeur général Crouvezier Développement - 2011
du clarificateur, soit le double du débit de pointe qui était
précédemment accepté.» “[...] Au sujet du Speed-O-Clar que vous nous avez installé dans le clarificateur N°2 en
RAPPORT ANNUEL D’ASSISTANCE TECHNIQUE - Station de Lanvollon/Vallée du Ségalen – 2019
décembre 2018, oui nous en sommes très satisfaits. Pour preuve quelques chiffres :
- Sur cette file nous faisons passer en débit le double de la file du clarificateur N°1
- Les indices de boue sont exceptionnels (pour nous) et excellents : 160 contre 600 sur
“[...] les derniers résultats de la station… l’autre file non équipée.
Merci de me faire parvenir votre meilleure offre pour la - Nous avons donc sensiblement réduit les débits by-passés en période de pluies
fabrication et l’installation d’un second Speed-O-Clar intenses.
dans la chaîne EST en juillet 2018» - Les MES et DCO sont maintenus à des niveaux très satisfaisants vu les débits
acceptés.
Benjamin OÏFFER - FIBRE EXCELLENCE - 2018
Si vous avez des collectivités ou des industriels qui souhaitent se renseigner
sur ce procédé, qu’ils n’hésitent pas à me contacter, je leur ferai part de
toute mon expérience à ce sujet. “
“[...] Le bilan sur un 1er semestre d’exploitation est particulièrement positif :
Arlette Gay - Responsable de la station de Feurs - 2018
- Aucun départ de boues malgré des charges hydrauliques élevées,
- Amélioration de la qualité de l’effluent traité (MeS, DCO),
- Suppression de l’injection de chlorure ferrique.“
Nous sommes également à leur côtés
Jean-Jacques BELLAYER – Responsable ASST BOURGES PLUS - 2016
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