Etude de la variation des paramètres

Étude de la variation des paramètres

Dans cette partie, nous avons souhaité faire varier divers paramètres et voir ainsi l'influence de ces variations sur par exemple, le volume total des bassins.

La température étant un facteur très important, nous avons dans un premier temps fait varier cette dernière et regarder son influence sur le volume total des bassins.

  • Influence de la température sur le volume

Nous avons suivi la même démarche que celle présenté dans la partie "Dimensionnement des bassins", c'est à dire que nous avons calculé pour chaque température calculée les constantes cinétiques, déterminé l'âge de boue minimum de nitrification, l'âge de boue du procédé et enfin le volume. Le volume calculé étant toujours déterminé pour respecter une concentration résiduelle en azote de 15 mg/L.

Les résultats obtenus sont présentés sous forme de tableau et de graphique.

Influence de la température sur le volume
Température (°C) Age de boue du procédé (j) Volume (m3)
0 79 7912
5 34 4100
10 16 2219
15 8 1230
20 5 691

 

Graphique V = f(T°C)

On constate, sur le graphique, une évolution décroissante du volume en fonction de la température. Celle-ci peut être expliquée par une amélioration de la cinétique de réaction pour de plus forte température. De plus, cette amélioration va permettre une diminution de l'âge de boue du procédé d'où une plus grande charge massique et de ce fait une réduction du volume de bassin associé.  

Dans un second temps, nous avons regardé l'influence de la variation de la norme de rejet en NGL sur le volume total des bassins.

  • Influence de la variation de la norme de rejet en NGL sur le volume

A la température de travail fixée pour le dimensionnement ($T°_{travail}=10°C$), nous avons fait varier la concentration ($S(N)$) en NGL en sortie de station. Pour chaque valeur de $S(N)$, l'âge de boue et la charge massique en DCO ont été recalculés.

Les résultats obtenus sont résumés sous forme de tableau et d'un graphique.

Influence de S(N) sur le volume
S(N) (mg/L) Age de boue du procédé (j) Charge massique DCO (gDCO/g MVS.j) Volume (m3)
15 16 0,201 2219
12 17 0,198 2249
9 17 0,194 2298
6 18 0,186 2397
3 22 0,166 2683
0,9 42 0,115 3879
0,6 64 0,097 4613
0,3 265 0,070 6376

 

Graphique V = f(S(N))

Dans ce cas, une restriction importante au niveau de la norme de rejet en azote conduit à une augmentation du volume de bassin. En effet, nous avons fixé l'âge de boue en fonction de la norme en azote. Plus la norme est contraignante, plus l'âge de boue est grand et donc plus la charge massique est faible. Le volume s'en voit donc augmenter. 

Toutefois nous pouvons constater qu'une restriction en azote jusqu'à une concentration de 0,006 g/L, n'entraîne pas une augmentation significative du volume. Ainsi il sera envisageable d'atteindre une valeur de rejet inférieure à la norme en cas d'évolution de cette dernière dans les années à venir. 

  • Influence de la concentration en biomasse fixée dans le réacteur sur le volume, à différentes valeurs de concentrations résiduelles en azote

Pour une valeur donnée de concentration résiduelle et à la température de travail, nous avons fait varier la concentration en biomasse fixée dans le réacteur et ainsi calculé le volume associé.

Les résultats sont présentés dans le tableau et le graphique suivants.

Influence de la concentration en biomasse fixée dans le réacteur sur le volume
  Concentration en biomasse X
X = 1 g/L X = 2 g/L X = 3 g/L X = 4 g/L
Volume (m3)
S(N) = 15 mg/L 6657 3328 2219 1664
S(N) = 12 mg/L 6746 3448 2298 1687
S(N) = 9 mg/L 6895 3448 2298 1724
S(N) = 6 mg/L 7190 3595 2397 1797
S(N) = 3 mg/L 8049 4024 2683 2012

 

Graphique V = f(X)

Pour ce graphique, nous observons une diminution du volume suite à une augmentation de la biomasse au sein du bassin. Cette évolution est du au fait que plus la biomasse est présente, plus le contact entre les bactéries et les substances à traiter est important et ainsi plus la transformation de ces substances est augmentée. Le volume de bassin sera alors diminué. 

Toutefois, cette évolution du volume ne signifie pas pour autant la mise en place d'une forte concentration de biomasse au sein du bassin. La mise en place de cette concentration doit permettre la présence d'un volume adéquat de bassin et de clarificateur. Le clarificateur doit, en effet, assurer la séparation de cette biomasse vis à vis de l'eau épurée. 

Il aurait pu être intéressant de tracer une évolution du volume en fonction de la biomasse présente dans le cas du clarificateur. Ainsi, un compromis de volume entre les deux ouvrages aurait conduit à la détermination d'une concentration en biomasse adéquate. 

  • Influence de l'âge de boue sur la concentration résiduelle en azote à différentes températures

Dans cette partie nous avons voulu étudier l'influence de l'âge de boue sur la concentration résiduelle en azote en sortie de station, à plusieurs températures. Pour chaque température nous avons recalculé les constantes de cinétique et en fonction de la valeur de $S(N)$ fixée, les différents âge de boue. 

Les résultats sont présentés dans le tableau suivant.

Influence de S(N) sur l'âge de boue
  Température (°C)
T = 0°C T = 5°C T = 10°C T = 15°C T = 20°C
Age de boue (j)
S(N) = 18 mg/L 77 33 16 8 4
S(N) = 15 mg/L 79 34 16 8 4
S(N) = 12 mg/L 81 34 17 9 5
S(N) = 9 mg/L 85 36 17 9 5
S(N) = 6 mg/L 94 38 18 9 5
S(N) = 3 mg/L 127 47 22 11 6
S(N) = 1 mg/L 674 102 39 18 9

Le graphique obtenu avec ces résultats est le suivant.

 

Graphique S(N) = f(âge de boue) pour différentes températures

Pour une température fixée, plus l'âge de boue du procédé est grand et plus la concentration résiduelle en azote est faible. En effet, une augmentation de l'âge de boue conduit à un nombre de passage plus important au niveau du bassin et donc à un traitement plus poussé en azote. 

Concernant la température, plus celle ci est importante, plus l'âge de boue pour une concentration fixée en azote sera faible. De plus, plus la température est importante, plus la concentration résiduelle pour un âge de boue fixé sera faible. Ces deux constatations découlent d'une meilleure réactivité des bactéries à plus forte température.