ANITA Mox: Procédé clé pour l’auto-suffisance énergétique...
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ANITA™Mox: Procédé clé pour l’auto-suffisance énergétique
des STEPsRomain Lemaire - Direction Technique VEOLIA
Séminaire ARPEA /VSA/GRESE, Fribourg 19 Janvier 2017
Problématique – Retours en tête STEP
Sidestream
Dégrillage Décanteur primaire Traitement Biologique Clarificateur Rivière
RefusSable,
graisse
Sable/Graisse
Déshydratation
Boues à
évacuer
1% du débit entrant
15-20% charge N entrante
N-NH4: 500-1500 mg/L
DBO : < 150mg/L
Epaississeur Digesteur Gazomètre CHP
Problématique – Retours en tête STEP
Sidestream
Dégrillage Décanteur primaire Traitement Biologique Clarificateur Rivière
RefusSable,
graisse Epaississeur Digesteur Gazomètre CHP
Sable/Graisse
Déshydratation
Boues à
évacuer
1% du débit entrant
15-20% charge N entrante (20-30% avec THP)
N-NH4: 500-1500 mg/L (2000-3000 avec THP)
DBO : < 150mg/L
• Design approprié traitement bio
• Augmentation capacité aération
• Plus faible ratio C/N = addition source de C externe (méthanol)
• Augmentation production boues
Lyse
Thermique
Problématique – Solution VEOLIA retours
Dégrillage Décanteur primaire Traitement Biologique Clarificateur Rivière
RefusSable,
graisse
Déshydratation
Boues à
évacuer
Sable/Graisse
Traitement des retours azotés: compact, économique et
robuste
ANITA™ Mox
Epaississeur Digesteur Gazomètre CHPLyse
Thermique
5
NO2-
O2
(25%)
O2
(75%)
NO3-
AOB
N2
DCO
(40%)
Heterotophes
NO2-
NOB
Heterotophes
DCO
(60%)
Aerobie Anoxie
O2DCO
Nit/Denit conventionnelle
NH4+
Principe – Abattement Azote (N) conventionnel
DCO
AOB
NH4+
55%
45%
O2
(40%)
AnoxicAerobie
“Anammox”
O2
NO3-
COD
Heterotrops
NO2-
NOB
Anammox
89% 11%DCO
(0%)
NO2-
NH4+
N2 + NO3-
-60% O2 -100% DCO
O2
Principe – Abattement N avec Anammox
ANITA™Mox – Procédé MBBR
7
Nitritation
NH4+
NO2-AOB
Anammox
N2
Aerobie
AnoxieSimultanée dans biofilmBiofilm
Media
Liquide
O2
ANITA™Mox = Securité de la biomasse Anammox
Grille rétention média
Qin Qout
+= Pas de risque de perdre la
biomasse anammox Faible impact des MES
(traversent réacteur)
ANITA™Mox – Références
9
Lieu Pays Capacité Type d’effluent MER
Sjolunda (Malmö) Sweden 200 kgN/d Municipal sidestream 2010
Sundets (Växjö) Sweden 430 kgN/d Municipal sidestream 2012
Holbaek Denmark 120 kgN/d Municipal sidestream 2012
Grindsted Denmark 110 kgN/d Municipal sidestream 2013
James River (Newport News) VA, USA 250 kgN/d Municipal sidestream 2013
* Confidential Poland 340 kgN/d F&B Industrial 2015
Locarno Switzerland 300 kgN/d Municipal sidestream 2015
South Durham (Durham) NC, USA 330 kgN/d Municipal sidestream 2015
Viikinmäki (Helsinki) Finland 320 kgN/d Municipal sidestream 2016
Arla Foods UK 240 kgN/d F&B industrial 2016
Egan (Chicago) IL, USA 940 kgN/d Municipal sidestream 2016
Bromma (Stockholm) Sweden 310 kgN/d Municipal sidestream 2016
* Confidential Slovenia 800 kgN/d Municipal sidestream 2017
Sobacken (Boraas) Sweden 800 kgN/d Municipal sidestream 2017
Denver Metro CO, USA 3000 kgN/d Municipal sidestream 2017
Tomahawk (Johnson) OK, USA Municipal sidestream 2017
En operation
ANITA™Mox – STEP Auto-suffisante en Energie
11
Sidestream
Décanteur primaire Traitement Biologique Clarificateur Rivière
Epaississeur Digesteur Gazomètre CHPLyse
Thermique
Déshydratation
Boues à
évacuer
Rivière
ANITA™Mox – STEP Auto-suffisante en Energie
12
Sidestream
ANITA™Mox (abattement N)Abattement C:
• MBBR• Biofiltre• BA fc• UASB ?
DCO Eau brute production de Biogas
- pas besoin de DCO pour dénitrifier!
Abattre N avec ANITA™Mox sur le Mainstream
gain OPEX!
STEP auto-suffisante Plus compacte Empreinte CO2 plus faible
Déshydratation
Boues à
évacuer
Epaississeur Digesteur Gazomètre CHPLyse
Thermique
Décanteur primaire Clarificateur
T°C Mini
?
EtapePolishing
?
Rivière
MBBR IFAS
Application ”Sidestream”
très robuste et simple à exploiter (1 bassin)
Application ”Mainstream”:
Compatible avec COD/N plus élevé
Control compétition AOB/NOB/Anammox
Niveau NGL plus bas
Plus simple pour réhabiliter l’existant
ANITA™Mox – MBBR ou IFAS ?
Etape-N:• IFAS (2m3, 40% filling)• Clarificateur (1.5m2)• Temp = 15-23C
Etape-N
IFAS ANITATMMoxDécanteur
ANITA™Mox Mainstream – Pilote Paris
Etape-C:• MBBR (2m3, 30% filling)• Drumfilter (0.4m2, 40μm)
MBBR
DRUMLFILTER
Etape-CTraitement Primaire
Traitement Primaire:• Décanteur lamellaire• Pas de chimie
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
0 100 200 300 400 500 600 700 800
NH
4in
, N
H4
ou
t,T
N o
ut
(mg
/L)
% N
O3/N
H4
Time (days)
Pilote Paris – Qualité de l’effluent en sortie
Aeration séquencée: NGLout ≈ 10 mgN/L 80% N abattu NO3/NH4 < 10%
Aeration Séquencée
Après MBBR-C + drumfilter Après PrimaireSortie MBBR-C: DCOt / NH4 = 3-5 DCOs / NH4 = 1-2MES = 60 - 140 mg/L
Eau décantée: DCOt / NH4 = 6-8 DCOs / NH4 = 3-4MES = 100 - 160 mg/L
0
5
10
15
20
25
30
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Tem
pera
ture
(°C
)
Ch
arg
e N
H4 a
pp
liq
uée
, ab
att
u (
gN
/m2.j
)
Jours
Pilote Paris – Charge NH4 abattue
NH4 abattu = 1.2 gN/m2.j @ 23° - 0.9 gN/m2.j @ 18° - 0.5 gN/m2.j @ 15°
Aeration séquencée
Probleme
aération
Après MBBR-C + drumfilter Après Primaire
23
14
ANITA™Mox Mainstream – Pilote Toulon (France)
Digesteur
Primaire
chimieBiostyr-C
Sidestream
Abattement C STEP Toulon (80 000 PE)
Abattement N Pilote ANITA Mox
IFAS ANITA Mox
(Mainstream)NGL=10 mg/L
DCO = 90 mg/LDBO = 20 mg/LMES = 30 mg/L
0
5
10
15
20
25
30
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260
Tem
pe
ratu
re (
°C)
NH
4 in
,NH
4 o
ut,
NG
L o
ut
(mgN
/L)
Jour
Pilot Veolia Toulon – NH4 in , NH4 out , NGL out
18
Après Biostyr-C Direct après Primaire
Perte
boues
27
17
NH4-abattu = 0.6 - 0.8 gN/m2.j NO3/NH4 < 10% (<5% après primaire)
Conclusion
19
ANITA™Mox = Procédé Anammox VEOLIA en MBBR ou IFAS:
Biofilm sur supports procédé robuste et rétention anammox sécurisée
ANITA™Mox sur le Mainstream:
Bonne qualité de l’effluent (~10 mg/L NGL) sans post-traitement du N
Plus compacte qu’une Boue Activée faible charge même à faible T°C (14°C)
Plusieurs configurations possible après Etape-C ou directement après Primaire
Optimisations en cours vont permettre d’améliorer la robustesse, la qualité de
l’effluent traité et le démarrage
ANITA™Mox est la Clé pour: STEP auto-suffisante Faible OPEX Faible empreinte CO2