La flottation pour la séparation des boues – une autre solution pour la clarification et l'épuration secondaires

Son utilisation ne se limite pas au traitement des eaux usées primaires, mais également comme alternative aux bassins d'activation ou aux clarificateurs surchargés dans l'épuration communale et industrielle des eaux usées

Les clarificateurs ont la fonction cruciale de séparer les boues activées. Avec des diamètres parfois supérieurs à 50 mètres, la circulation s'y fait surtout horizontalement. Les boues peuvent s'y déposer et les eaux claires quasiment exemptes de substances solides s'écoulent par un canal. La commande et la surveillance de ce type de niveaux de séparation sont principalement effectuées visuellement par une mesure cyclique de transparence. Si cette dernière met en évidence que la hauteur du niveau des boues se trouve hors de la plage de régulation, une mesure fréquente consiste à ajuster la proportion des boues de recirculation ou d'augmenter la quantité de soutirage des boues excédentaires. Si ces mesures s'avèrent inefficaces, il reste dans de nombreux cas possible d'augmenter le dosage d'agents de coagulation et de floculation ou d'autres substances auxiliaires – une solution onéreuse, afin d'exclure les problèmes de fonctionnement dus aux départs de biomasse et de matières fines en suspension.

Ces problèmes fonctionnels, résultant d'une mauvaise décantation des boues activées, ont souvent pour cause des clarificateurs surchargés, des conditions d'alimentation très variables, des proportions d'éléments nutritifs modifiées en raison des dispositifs de rejet industriels et de l'inefficacité de la séparation des graisses et d'autres particules flottantes.

De plus, les rejets intempestifs de matières en suspensions équivaut pour 1 mg/l de MES à 0,8 à 1,4 mg/l de DCO ainsi que de 0,02 à plus de 0,04 mg/l de phosphates.


Boues activées – les laisser sédimenter ou flotter ?

Les micro-organismes qui participent au traitement biologique des eaux usées dans le bassin d'activation, circulent dans des flocs de boues activées ainsi que sur les substances flottantes et solides finement réparties, qui sont à leur tour liés aux flocs de boues activées. Nous devons cette caractéristique biologique aux bactéries qui permettent la séparation des eaux usées épurées et des boues activées grâce au processus de sédimentation.

Une différence de densité relativement faible entre les flocs de boues activées et les eaux usées épurées génère une faible vitesse de sédimentation et par conséquent, nécessite des clarificateurs volumineux. Ces clarificateurs doivent avoir de grandes surfaces pour le processus de séparation. En résumé : la puissance de séparation d'un clarificateur est limitée par la vitesse de sédimentation des flocs de boues activées.

Flux clair en sortie de la flottation HDF HUBER

Le procédé de flottation est une alternative aux clarificateurs, avec une puissance de séparation supérieure. Grâce à l'accumulation de bulles de gaz avec les flocs de boues activées , ces agglomérats de gaz et de substances solides deviennent plus légers que l'eau en termes de densité et ils remontent ainsi relativement rapidement à la surface de l'eau du flottateur. Les infimes bulles de gaz de ce type sont générées par le principe de rapide baisse de pression. Pour ce faire, l'air sous pression est introduit dans un flux d'eau recyclé, dans lequel il est entièrement dissous puis à nouveau libéré par baisse de pression grâce à la vanne de dépressurisation. Comme les bulles sont infimes, de très fines particules à la peuvent même être transportées à la surface du flottateur alors qu’un clarificateur classique n’aurait pas pu les capturer.


Amélioration du bilan du procédé et du bilan énergétique de l'ensemble de l'installation

Les MES remontent avec les petites bulles de gaz, s'épaississent à la surface du flottateur jusqu'à 50 g/l de MES et peuvent être renvoyées dans le système sous forme de boues de recirculation. Alternativement, il est possible d'éliminer les boues épaissies sous forme de boues excédentaires puis de les acheminer vers les étapes de traitement ultérieures.

La quantité alimentée dans un flottateur peut se monter à 5 m³ de boues activées par m² de surface et par heure. En pratique, un flottateur obtient de bien meilleures valeurs de rejet avec un encombrement bien inférieur qu’avec un clarificateur. Les coûts énergétiques légèrement supérieurs pour le fonctionnement de la pressurisation sont relativisés en raison de l'amélioration de l'ensemble du processus.

Le procédé de flottation est particulièrement indiqué en cas d'ajout ultérieur d'équipement avec un encombrement limité ou de consolidation des installations sans travaux de constructions d'envergure. Les flottations sont également de plus en plus utilisées en tant que degré tertiaire pour le processus dénommé « Polishing / réduction P ».
 

HUBER Flottateur HDF S taille 8 pour la séparation des boues activées jusqu'à 80 m³/h

Flottation HDF et HDF S de HUBER – deux constructions différentes pour vos besoins individuels

Fort d'une longue expérience en tant que fabricant d'installations de flottation (HDF), essentiellement dans le pré-nettoyage industriel, HUBER développe à présent des flottations haute performance pour la séparation des boues activées, et les met en service avec succès (HDF S). Ces nouvelles installations HDF S diffèrent essentiellement des installations HDF ordinaires par leur construction spéciale.

À la place de la partie décanteur haut avec pack de lamelles intégrées présent dans nos HDF, le HDF S possède un réservoir d'une seule pièce avec un dispositif de guidage des flux et un raclage adapté qui sont utilisés pour la séparation des boues activées.

L'alternative encore relativement peu connue pour la clarification secondaire voit sa demande croître sur le marché. De nombreux clients issus de secteurs différents ont déjà reconnu l'avantage de la flottation de boues activées par rapport à la clarification conventionnelle et, après l'avoir installée et mise en service, bénéficient d'une bien meilleure sécurité sur leur process et de coûts réduits .

 

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