Eaux usées : Comment piloter au mieux son bassin d’aération ?

Le bassin d’aération constitue le cœur de la station d’épuration biologique. C’est en effet ici que vous allez mesurer le potentiel redox, la concentration en oxygène dissous, la concentration en ammonium et en nitrate pour optimiser l’aération mais surtout pour vous aider à faire de réelles économies.

Comment fonctionne un bassin d’aération ?

Dans une station d’épuration, le traitement biologique est un process important qui consomme énormément d’énergie. Il permet d’éliminer la pollution carbonée et azotée mais aussi une partie de la pollution phosphorée, via des phases d’aération et des phases anoxiques.

Ainsi, les micro-organismes aérobies peuvent obtenir l’oxygène nécessaire à leur développement.

Afin de limiter cette consommation, la technique des boues activées en aération prolongée est la plus répandue actuellement.

Que doit-on mesurer et pourquoi ?

D’abord, la technique des boues activées est utilisée pour des eaux usées domestiques d’agglomérations à partir de 400 équivalent-habitants, jusqu’aux plus grandes villes.

Ce process est généralement réalisé en plusieurs étapes par un ou plusieurs bassins de volume et de forme déterminés, en fonction du système d’aération, du mode d’introduction des eaux et de soutirage de la boue activée.

Les besoins journaliers en oxygène sont corrélés avec la charge organique journalière et son mode de dégradation, ainsi que la quantité d’azote à éliminer.

En France, la charge organique par équivalent-habitant (EH) représente environ 45 à 60 g de DBO5 par jour et la DCO (Demande Chimique en Oxygène) par EH est égale à 120 g par jour.

L’azote produit par EH se rapproche plus de 15 g/j contre 90 g/j pour les matières en suspension et d’environ 1,5 g/j pour le phosphore.

Nous pouvons noter également que la recirculation des boues dure entre 10 et 20 jours, à partir du bassin de décantation jusqu’au bassin d’aération.

Enfin, la production de boue par équivalent-habitant (Eh) représente 30 à 60 g par jour de matière sèche soit 1 à 3 litres de boue non épaissie.

Les bénéfices des solutions proposées par Endress+Hauser

Afin de faciliter toutes ces mesures et créer optimiser le process des usines voire même leur permettre de produire de l’énergie, le choix des appareils utilisés est très important.

Avec sa cage de protection, le capteur numérique Memosens CPF82D est spécialement conçu pour la mesure du potentiel redox en bassin d’aération. Robuste, il nécessite peu d’entretien et fiabilise la régulation du bassin d’aération.

Il est également important de mesurer l’oxygène dissous via un capteur optique numérique Memosens COS61D. Cette mesure se base sur le principe de l’extinction de fluorescence. Son temps de réponse est rapide et la mesure se fait sans dérive, la mise en service est simplifiée et la maintenance est réduite.

Le transmetteur multiparamètre Liquiline CM44x permet de raccorder de 1 à 8 capteurs d’analyse physico-chimique. Il possède une reconnaissance automatique des capteurs raccordés avec le protocole Memosens. L’enregistrement des mesures et des évènements s’effectuent via un Datalogger.

Le système d’électrodes sélectives CAS40D mesure directement les concentrations en ammonium et en nitrates dans le bassin, sans dispositif de prise d’échantillon. L’avantage de ce système est que l’installation s’effectue directement en bord de bassin, la maintenance est facilitée grâce au nettoyage automatique à l’air comprimé et à l’absence de réactif. Il est également possible d’installer une électrode de compensation en potassium ou en chlorures.

Pour mesurer un paramètre afin de détecter une pollution aux nitrates (NO3 ou NO3-N à 214 nm) ou aux matières organiques (CAS à 254 nm ou DCoéq. ou COT éq.), le photomètre VIOMAX CAS51D s’annonce être le bon choix pour mesurer un paramètre unique. Pour une mesure combinée (nitrates, CAS / DCOéq. / COTéq., turbidité, couleur APHA / Hazen), il est préférable d’opter pour le spectromètre Memosens Wave CAS80E.

Enfin, Memosens 2.0 est une technologie de capteurs d’avant-garde. Effectivement, le stockage des données d’étalonnage, de capteur et de process est étendu, la transmission numérique sans contact élimine les effets de l’humidité, de la corrosion avec des messages d’alerte en cas d’interruption de la transmission des signaux. Cela permet d’allonger la durée de vie du capteur et de réduire ses coûts opérationnels.

Enfin, les analyseurs colorimétriques sont essentiels car ils combinent mesures de haute précision avec manipulation et maintenance simplifiées. La gamme d’analyseurs Liquiline System CA80 remplit parfaitement ce rôle. La configuration se fait directement sur le transmetteur Liquiline intégré et se décline en deux modèles pour les analyses d’ammonium et d’orthophosphate : le CA80AM et le CA80PH.