PTC System sur les stations d'épuration des eaux

La lutte contre les nuisances olfactives dans les systèmes d'assainissement collectifs

Le problème des nuisances olfactives générées par les ouvrages d'épuration des eaux usées se pose de plus en plus souvent, en particulier en raison du développement de l'urbanisation qui entraîne un rapprochement inévitable entre les zones habitées et les sites d'implantation des stations d'épuration.

Quelle est la nature et la caractérisation des odeurs ?

Une odeur est due à un ensemble complexe de composés chimiques présents dans l’air, que l’on respire et que notre système olfactif perçoit, analyse et décode.
Elle se caractérise par sa qualité, son intensité et son acceptabilité.
Les eaux résiduaires, chargées en matières organiques particulaires et dissoutes, en composés azotés, soufrés et phosphorés, peuvent générer directement
(par dégagement de composés très volatils) ou indirectement (suivant un processus biologique de fermentation en milieu réducteur) des odeurs désagréables.
Ainsi, les eaux résiduaires urbaines peuvent contenir jusqu’à 21 composés différents, dont leurs seuils de détection olfactifs sont très bas.
Ces composés sont capables de produire les plus fortes odeurs.
Les composés les plus connus et qui caractérisent l’odeur sont:

Classe de composé
Composé
Odeur caractéristique
Les composés soufrés (80 à 90 % des odeurs):
Hydrogène sulfuré
Méthylmercaptan
Ethylmercaptan
Diméthylsulfure
Diéthysulfure
Diméthyldisulfure
Oeuf pourri
Choux, ail
Choux en décomposition
Légumes en décomposition
Ethérée
Putride
Les composés azotés:
Ammoniac
Méthylamine
Ethylamine
Diméthylamine
Indole
Scatole
Cadavérine
Très piquant, irritant
Poisson en décomposition
Piquant, ammoniacal
Poisson avarié
Fécal, nauséabond
Fécal, nauséabond
Viande en décomposition
Les acides carboxyliques:
acide acétique
acide butyrique
acide valérique
Vinaigre
Beurre rance
Sueur, transpiration
Les aldéhydes:
Formaldéhyde
Acétaldéhyde
Butyraldéhyde
Isovaléraldéhyde
Acre, suffocant
Fruité, pomme
Rance
Fruité, pomme
Les cétones et alcools:
Acétone
Ethanol
Butanol
Fruité, doux
/
/
Les phénols: Phénol
Crésol
/
/

Les odeurs en station d'épuration

Le problème des nuisances olfactives générées par les ouvrages d'épuration des eaux usées se pose de plus en plus souvent, en particulier en raison du développement de l'urbanisation qui entraine un rapprochement inévitable entre les zones habitées et les sites d'implantation des stations d'épuration.

Les différentes étapes d'épuration de l'eau et de traitement des boues conduisent pour la plupart à la formation de molécule volatiles malodorantes qui se dispersent plus ou moins rapidement dans l'atmosphère.

Épuration des eaux usées
Des bactéries anaérobies sont responsables d'émission d'H2S et de mercaptans rencontrés dans les réseaux de collecte d'effluents dans les stations d'épuration.

Réseaux d'assainissement
La présence de mercaptans et d'H2S est fréquente au niveau des postes de relèvement par lesquels transitent les effluents.

Stations d'épuration urbaines
Les sources de forte concentration en mercaptans et H2S se situent principalement au niveau des épaississeurs ou du conditionnement thermique des boues avant épaississement et déshydratation.

 



Stations d'épuration industrielles
Il existe des sources d'émission de mercaptans et d'H2S spécifiques à l'activité de l'industrie génératrice d'effluents.
        • Chimie: Pharmacie, Insecticides...

        • Pétrochimie.

        • Sidérurgie.

        • Papeteries.

        • Alimentaire et agro-alimentaire.

PTC System dans la lutte contre les mauvaises odeurs

Le procédé PTC System est mis en oeuvre dans un processus de désodorisation physico-chimique consistant en un transfert de molécules gazeuses odorantes vers une phase liquide.

Ce procédé se caractérise par un lavage chimique de l'air vicié canalisé à contre courant à l'intérieur de tours placées en série.
Ces tours sont garnies de matériau inerte qui favorise le contact gaz-liquide.

.PTC System contribue, non seulement à intensifier ce processus de transfert, mais aussi à régénérer les eaux de lavage en modifiant chimiquement les molécules absorbées qui possèderont la propriété d'être inodores et biodégradables.

Le procédé PTC System permet de traiter des effluents gazeux très concentrés de composés odorants.
Très fiable, cette technique atteint des rendements épuratoires supérieurs à 99 % garantissant l'absence totale de nuisances olfactives.

Équipement nécessaire pour le procédé PTC System

Ce processus est réalisable sans la tour de lavage si les concentrations d'ammoniac/amine sont inférieures à 0,4 ppm.


Le procédé s'adapte à tout type d'installation déjà existante:

- Dans le cas d’une installation pourvue d’une seule tour, il s’agit d’une opération unitaire (batch) :

La tour est vidangée, l’effluent liquide est évacué vers le bassin de réception des eaux industrielles.
La tour peut être rechargée pour une autre opération.

Une telle installation peut aussi fonctionner en continu avec pompes doseuses et évacuation simultanée des jus de lavage.

 

- Dans le cas d’une installation pourvue de plusieurs tours, elle permet une opération en continu :

Ce type d’installation à 2 ou 3 étages, ou plus, conviendra pour un traitement en continu.

Une fois la 1ère tour arrivée en saturation contrôlée par pH-métrie ( pH<9 ), le flux est basculé vers la 2ème tour.

Pendant ce temps, la 1ère tour est rechargée et ainsi de suite...

 

Le procédé conforme à l'invention ne nécessite donc pas d'équipement spécifique particulier.


Exemples de compositions gazeuses à traiter (Station d'épuration de la ville de Paris)

Unité de désodorisation mobile utilisée

Laveur compact TAPFLO type EMS à injecteur

Groupe de lavage CL 10
  • Capacité utile de 1,6 m3
  • Hauteur (cuve comprise): 2,5 m.
  • Section de passage: 1,6 m x 1,6m).
  • 2 couches de garnissage ordonné.
  • 1 pHmètre à deux seuils de consigne.
  • 1 Pompe doseuse à membrane de 0 à 10 L/h.
  • Ventilateur de circulation réglable de 0 à 12 000 m3/h.
  • Vanne d'alimentation en effluent gazeux polluant réglable de 0 à 8 000 m3/h.
  • Groupe moto-pompe de circulation des fluides réglable
    de 0 à 50 m3/h.
  • Dévésiculeur pour courant horizontal en sortie d'air.
  • Cuve de stockage de réactif d'une capacité de 500 l.
    • Hauteur 1,3 m
    • Diamètre 70 cm
 

1.- Traitement des gaz de maillage des capotages des bâches de couverture

Ces gaz sont constitués d'hydrogène sulfuré (H2S) et de methylmercaptan (CH3-SH) en sortie d'une unité de biodésodorisation sur tourbe humide dont l'efficacité n'est pas satisfaisante.

Calculs pour la conduite opératoire
Une feuille de calcul automatique permet, d’une part de déterminer les quantités de réactif PTC System en fonction du flux gazeux considéré et d’autre part de comparer le coût de traitement avec l’eau de Javel et autre oxydant.

Composition moyenne de l'effluent gazeux à traiter:
Flux d'air d'un débit de 1 000 m3/h. contenant:
    • Hydrogène sulfuré 35 mg/m3
    • Methylmercaptan 4 mg/m3

Résultats:
L'absence d'H2S et de méthyl mercaptan a été validée en sortie de colonne (chromatographie phase gazeuse)

Les essais se sont déroulés sur deux jours (48 h.), les résultats ont été contrôlés par analyse de l'air toutes les 4 minutes avec CPG portable à détecteur FPD en isotherme à 60°.
Les mesures de concentration en H2S et CH3-SH comparatives ont été effectuées en entrée et en sortie du module de désodorisation.

Le tableau suivant récapitule les principales valeurs mesurées:

Entrée du pilote de désodorisation
Sortie du pilote après épuration par PTC System
H2S en ppm
CH3-SH en ppm
H2S en ppm
CH3-SH en ppm

27,8
18,8
18
10
7,4
45
115,8

Moyenne 35 mg/m3

4,1
4,1
4,1
3,55
3,55
4
4,1

Moyenne 4 mg/m3

inférieur à la limite
de détection de
0,020 ppm
inférieur à la limite
de détection de
0,15 ppm
 

Coût PTC System pour le traitement: 75,22 € pour les 48 h. de fonctionnement.
A titre de comparaison un traitement classique à l'eau de Javel aurait coûté 87,76 €

Conclusions de la démonstration:
Cette installation mobile pilote a permis une durée de fonctionnement de 2 jours pendant lesquels des contrôles réguliers de l'efficacité ont vérifié et validé l'absence des polluants en sortie de l'installation mobile pilote.

2.- Traitement des gaz issus de l'unité de traitement des boues

Dans la phase de séchage des boues H2S corrode les installations et pollue l'environnement. Le but est d'éliminer cet hydrogène sulfuré.
Ce nouveau traitement est repris sur les bases opératoires du précédent essai pour cet effluent gazeux à traiter.

Composition moyenne de l'effluent gazeux à traiter:
Flux d'air d'un débit de 1 000 m3/h. contenant:
Hydrogène sulfuré 275 mg/m3
Résultats: Absence d'H2S validée en sortie de colonne.

Le coût PTC system est de 173,96 € pour les 15 h. de fonctionnement.
Comparativement le coût matière de traitement avec l'eau de Javel aurait été de 202,10 €

Conclusions de la démonstration:
Cette installation mobile pilote a permis une durée de fonctionnement de 15h. pendant lesquels des contrôles réguliers de l'efficacité ont vérifié et validé l'absence des polluants en sortie de l'installation mobile pilote.

Conclusions

Avec PTC System nous remplissons parfaitement les critères d'élimination des composés soufrés (H2S et mercaptans)
Le traitement consiste à un échange gaz/liquide ou liquide/liquide pour la modification chimique des composés soufrés contenus dans les fluides à purifier.
Les phases aqueuses de purification sont dirigées vers une station d'épuration biologique pour destruction totale sans émission de nouvelles nuisances.

Il faut noter que l'emploi d'un oxydant dans des techbnologies concurrentes génére obligatoirement des di-sulfures ou poly-sulfures créant ainsi une nouvelle nuisance.

La consommation de PTC System est proche de la théorie ce qui le différencie de la concurrence des procédés oxydants qui demandent des excès de réactif pour un résultat acceptable.

Nous vous invitons à consulter une grille comparative montrant l'importance technico-économique de notre invention PTC System

 

 

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