ANITA™Mox : Procédé clé pour l’auto-suffisanceénergétique ...
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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
Dégrillage Décanteur primaire Traitement Biologique Clarificateur Rivière
Refus Sable, graisse
Sable/Graisse
1% du débit entrant
Epaississeur Digesteur Gazomètre CHP
SidestreamDéshydratation
Boues à évacuer
1% du débit entrant
15-20% charge N entrante
N-NH4: 500-1500 mg/L
DBO : < 150mg/L
Problématique – Retours en tête STEP
Dégrillage Décanteur primaire Traitement Biologique Clarificateur Rivière
Refus Sable, graisse Epaississeur Digesteur Gazomètre CHP
Sable/Graisse
1% du débit entrant
Lyse Thermique
SidestreamDéshydratation
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
Problématique – Solution VEOLIA retours
Dégrillage Décanteur primaire Traitement Biologique Clarificateur Rivière
Refus Sable, graisse
Sable/Graisse
Epaississeur Digesteur Gazomètre CHPLyse Thermique
Déshydratation
Boues à évacuer
Traitement des retours azotés:
� compact, économique et
robuste
ANITA™ Mox
NO -
O2(25%)
NO3-
DCO (40%)
Heterotophes
NO -
NOB
Nit/Denit conventionnelle
Principe – Abattement Azote (N) conventionnel
5
NO2- (25%)
O2(75%)
AOB
N2
(40%) NO2-
Heterotophes
DCO (60%)
Aerobie Anoxie
O2 DCO
NH4+
“Anammox”
O2
NO3-
COD
Heterotrops
NO -
NOB
NO -
-60% O2 -100% DCO
Principe – Abattement N avec Anammox
DCO
AOB
NH4+
55%
45%
O2(40%)
AnoxicAerobie
NO2-
Anammox
89% 11%DCO (0%)
NO2-
NH4+
N2 + NO3-
O2
ANITA™Mox – Procédé MBBR
NH4+
Liquide
7
Nitritation
NH4
NO2-
AOB
Anammox
N2
Aerobie
Anoxie
Simultanée
dans biofilmBiofilmMedia
Liquide
O2
ANITA™Mox = Securité de la biomasse Anammox
Qin Qout
+Grille rétention média
+= � Pas de risque de perdre la
biomasse anammox
� Faible impact des MES
(traversent réacteur)
ANITA™Mox – Références
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 2015En
9
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
Décanteur primaire Traitement Biologique Clarificateur Rivière
Epaississeur Digesteur Gazomètre CHPLyse Thermique
11
Sidestream
Déshydratation
Boues à évacuer
Rivière
ANITA™Mox – STEP Auto-suffisante en Energie
ANITA™Mox (abattement N)Abattement C:
• MBBR
• Biofiltre
• BA fc
• UASB ?
Epaississeur Digesteur Gazomètre CHPLyse Thermique
Décanteur primaire Clarificateur
T°C
Mini
?
Etape
Polishing
?
Rivière
12
Sidestream
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
MBBR IFAS
ANITA™Mox – MBBR ou 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
Etape-N
ANITA™Mox Mainstream – Pilote Paris
Etape-CTraitement Primaire
Etape-N:
• IFAS (2m3, 40% filling)
• Clarificateur (1.5m2)
• Temp = 15-23C
Etape-N
IFAS ANITATMMoxDécanteur
Etape-C:
• MBBR (2m3, 30% filling)
• Drumfilter (0.4m2, 40μm)
MBBR
DRUMLFILTER
Etape-CTraitement Primaire
Traitement Primaire:
• Décanteur lamellaire
• Pas de chimie
60
70
80
90
100
40
45
50
55
60
65
70
TN
out
(m
g/L)
/NH
4
Pilote Paris – Qualité de l’effluent en sortie
Aeration Séquencée
Après MBBR-C + drumfilter Après PrimaireSortie MBBR-C:
� DCOt / NH4 = 3-5
� DCOs / NH4 = 1-2
� MES = 60 - 140 mg/L
Eau décantée:
� DCOt / NH4 = 6-8
� DCOs / NH4 = 3-4
� MES = 100 - 160 mg/L
0
10
20
30
40
50
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 100 200 300 400 500 600 700 800
NH
4in
, N
H4
out,
TN
out
% N
O3/
NH
Time (days)
Aeration séquencée:
� NGLout ≈ 10 mgN/L
� 80% N abattu
� NO3/NH4 < 10%
20
25
30
1.2
1.4
1.6
1.8
2
Tem
pera
ture
(°C
)
appl
iqué
e, a
battu
(gN
/m2 .
j)Pilote Paris – Charge NH4 abattue
Aeration séquencée
Probleme aération
Après MBBR-C + drumfilter Après Primaire
23
0
5
10
15
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Tem
pera
ture
Cha
rge
NH
4 ap
pliq
uée
JoursNH4 abattu = 1.2 gN/m2.j @ 23° - 0.9 gN/m2.j @ 18° - 0.5 gN/m2.j @ 15°
14
ANITA™Mox Mainstream – Pilote Toulon (France)
Primaire chimie Biostyr-C
Abattement C � STEP Toulon
(80 000 PE)
Abattement N � Pilote ANITA Mox
IFAS ANITA Mox (Mainstream) NGL=10 mg/L
DCO = 90 mg/L
Digesteur
Sidestream
DCO = 90 mg/L
DBO = 20 mg/L
MES = 30 mg/L
20
25
30
40
45
50
55
60
65
70
Tem
pe
ratu
re (
°C)
NG
L o
ut
(mg
N/L
)Pilot Veolia Toulon – NH4 in , NH4 out , NGL out
Après Biostyr-C Direct après Primaire
Perte
27
17
� NH4-abattu = 0.6 - 0.8 gN/m2.j
� NO3/NH4 < 10% (<5% après primaire)
0
5
10
15
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260
Tem
pe
ratu
re
NH
4 i
n,
NH
4 o
ut,
NG
L o
ut
Jour18
boues17
Conclusion
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)
19
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