Modélisation du fonctionnement des biofiltres nitrifiants de la station d'épuration Seine Aval (Siaap): 2. Cas de l'encrassement et des pertes de charge

摘要

Ce projet collaboratif, mené entre le Syndicat interdépartemental pour l'assainissement de l'agglomération parisienne (Siaap) et l'université Laval (Québec) dans le cadre du programme de recherche Mocopée (pour : modélisation, contrôle et optimisation des procédés d'épuration des eaux), vise à développer des modèles mathématiques capables de prédire le fonctionnement des unités de biofiltration des eaux résiduaires urbaines. Il s'agit de prédire les performances vis-à-vis des nutriments et des particules mais également l'évolution de l'encrassement des massifs filtrants. Ce travail est plus particulièrement consacré à l'étape de nitrification tertiaire sur Biostyr et se focalise sur la prédiction de l'encrassement. Le modèle préalablement calibre et valide pour la simulation de l abattement des nutriments a été utilisé pour simuler l'évolution de l'encrassement mesuré sur les unités de nitrification de Seine Aval (83 filtres de type Biostyr, 1 700000 m~3/j). Les résultats obtenus pour les simulations des pertes de charge initiales et les pertes de charge horaires sont globalement satisfaisants ; les équations d'lves [1970], utilisées pour modéliser la perte de charge en fonction du volume d'encrassement, semblant donc être adaptées à la biofiltration des eaux usées. Lors de l'étape de calibration, les ajustements nécessaires à l'obtention de prédictions correctes ont concerné : le mode d'extraction du dépôt lors du lavage, les coefficients d'Ergun, les coefficients de filtration y et z et le facteur d'empilement.%This collaboration project, led by Siaap and Université Laval (Québec) in the context of the Mocopée (Modelling, Control and Optimization of Wastewater Treatment Plant) research program, aims at developing mathematical models able to predict the behaviour of biofiltration units treating urban wastewater. The goal of the project is to predict the nutrients and particle removal efficiencies of the biofilters, as well as the evolution of media fouling. Specifically, this work has been realized on a tertiary nitrification stage using Biostyr filters and focuses on predicting the headloss evolution in the media. The model, previously calibrated and validated on nutrient removal, is now used to simulate the headloss evolution measured on biofilters of the Seine-Aval plant (83 Biostyr filters, 1,700,000 m~3/d). The results obtained for simulations of the initial fouling and the hourly evolution of headloss during an operation cycle are globally satisfying. Ives' (1970) equations, which are used to predict headloss evolution depending on the media fouling level, thus appear at first glance to be valid for wastewater biofiltration units. During calibration, the Ergun coefficients, the y and z filter coefficients, the media packing factor as well as the media fouling removal method were modified in order to obtain an optimal model fit.