Statut : livré · Région : Chine orientale · Réf. : D-044
Contenu de la prestation
Le client est la station d'épuration centrale d'un parc chimique industriel situé en Chine orientale. Le parc regroupe principalement des fabricants de chimie fine, d'intermédiaires de pesticides et de colorants. Le nom du client n'est pas communiqué, conformément à notre politique de confidentialité. La capacité nominale est d'environ 1 000 m³/j et la station est en exploitation.
À partir d'une analyse détaillée de la qualité d'eau et d'essais en laboratoire, notre équipe d'ingénierie a réalisé les études et la mise en service d'un procédé combiné multi-étapes pour cette station. La fourniture des équipements est restée dans le périmètre contractuel. Le procédé livré associe prétraitement Fenton + réacteur anaérobie UASB + A/O + adsorption sur charbon actif + oxydation avancée à l'ozone (flow-sheet complet dans la partie « Conception du procédé »), avec un effluent dimensionné selon la norme quasi-classe IV (DCO ≤ 30 mg/L, par référence à la classe IV des eaux de surface).
Étapes de la prestation
Le tableau récapitule le contenu de chaque étape de la prestation sur ce projet et les documents produits.
| Étape | Contenu sur ce projet | Documents produits |
|---|---|---|
| 1. Validation des bases de conception | Analyse de la qualité d'eau en entrée et essais en laboratoire (paramètres clés dans « Dimensionnement » et dans le tableau de qualité d'eau ci-dessous) ; validation de l'objectif quasi-classe IV en sortie. | Données d'analyse de qualité d'eau, comptes rendus d'essais, feuille de base de conception |
| 2. Procédé et études mécaniques | Procédé multi-étapes « prétraitement Fenton + UASB + A/O + adsorption sur charbon actif + oxydation avancée à l'ozone » et paramètres de dimensionnement de chaque étage fixés (Fenton pH 2,5–3,5, réaction 60 min ; UASB TSH 24 h, 35 °C ; A/O MES 4 000 mg/L, TSH 24 h ; dose O₃ 20 mg/L). | Diagramme de procédé, P&ID, plans d'implantation générale, liste des équipements |
| 3. Fabrication et contrôle qualité | Contrôle matière et contrôle en fabrication des équipements relevant du périmètre contractuel. | Certificats matière, comptes rendus de contrôle en fabrication |
| 4. Test d'acceptation en usine (FAT) | Inspection avant expédition et essai de fonctionnement des équipements relevant du périmètre contractuel, vérification par rapport aux paramètres de dimensionnement. | Procès-verbal FAT |
| 5. Emballage et expédition | Équipements relevant du périmètre contractuel emballés selon la liste d'emballage et expédiés sur site. | Liste d'emballage, bordereau d'expédition |
| 6. Installation | Réalisée selon le périmètre contractuel. | Procès-verbal d'installation |
| 7. Mise en service | Démarrage et mise en service de chaque unité de traitement ; pour la culture des boues granulaires du UASB, voir « Notes de mise en service » ci-dessous. | Journal de mise en service |
| 8. Vérification des performances (par rapport aux bases de conception) | Vérification en fonctionnement continu des objectifs de rejet dimensionnés (DCO ≤ 30 mg/L, azote ammoniacal ≤ 1,5 mg/L, phénols volatils ≤ 0,1 mg/L, couleur (facteur de dilution) ≤ 30, entre autres). | Procès-verbal d'essais de performances |
| 9. Formation, réception et suivi après-vente | Exigences d'exploitation transmises aux opérateurs : dosage des réactifs Fenton et régulation du pH, gestion des boues granulaires et de l'alcalinité du UASB, remplacement du charbon actif et conduite du système ozone, entre autres. | Manuel d'exploitation et de maintenance, attestation de formation, dossier de réception |
Les dossiers de livraison de ce projet sont archivés et peuvent être consultés par des acheteurs qualifiés sous accord de confidentialité.
Dimensionnement
- Forte charge — DCO environ 15 000 mg/L, azote ammoniacal 450 mg/L, azote total 600 mg/L.
- Faible biodégradabilité — DBO/DCO environ 0,15.
- Constituants toxiques et dangereux — nombreux composés organiques réfractaires et homologues du benzène (aromatiques de type BTEX) ; phénols volatils environ 45 mg/L.
- Variations importantes de qualité — pH 4,5–9,0.
- Couleur élevée — facteur de dilution environ 2 000.
- Norme de rejet — quasi-classe IV (DCO ≤ 30 mg/L).
Contexte du projet
La station d'épuration du parc collecte et traite de façon centralisée les effluents du parc, pour une capacité nominale d'environ 1 000 m³/j. L'effluent reçu est typique d'eaux usées industrielles à forte charge, réfractaires, toxiques et dangereuses.
Le procédé d'origine (physico-chimique + biologique aérobie) ne permettait pas d'atteindre la quasi-classe IV (DCO ≤ 30 mg/L).
Qualité d'entrée et objectifs de rejet dimensionnés
| Paramètre | Entrée (moyenne, base de conception) | Objectif de rejet dimensionné |
|---|---|---|
| DCO | 15 000 mg/L | ≤ 30 mg/L |
| DBO₅ | 2 200 mg/L | ≤ 6 mg/L |
| DBO/DCO | 0,15 (faible biodégradabilité) | — |
| Azote ammoniacal | 450 mg/L | ≤ 1,5 mg/L |
| Azote total | 600 mg/L | ≤ 15 mg/L |
| Couleur (facteur de dilution) | 2 000 | ≤ 30 |
| pH | 4,5–9,0 (fortes fluctuations) | 6–9 |
| Phénols volatils | 45 mg/L | ≤ 0,1 mg/L |
Conception du procédé
À partir d'une analyse détaillée de la qualité d'eau et d'essais en laboratoire, notre équipe d'ingénierie a conçu un procédé combiné multi-étapes :
Dégrillage → bassin tampon (ajustement du pH) → prétraitement Fenton → coagulation et décantation → réacteur anaérobie UASB → bassin A/O → décanteur secondaire → adsorption sur charbon actif → oxydation avancée à l'ozone → filtration → désinfection → rejet (selon les limites dimensionnées)
Notes de dimensionnement par ouvrage (valeurs de conception)
- Prétraitement Fenton — pH 2,5–3,5, temps de réaction 60 min. Le prétraitement Fenton, suivi d'une coagulation et d'une décantation, est dimensionné pour abaisser la DCO de 15 000 mg/L à 3 000–4 000 mg/L et élever la DBO/DCO à 0,35 ou plus, afin d'améliorer la biodégradabilité et de préparer l'effluent au traitement biologique aval.
- Réacteur anaérobie UASB — TSH 24 h, fonctionnement mésophile (35 °C), abattement dimensionné de la DCO de 60–70 % ; le biogaz produit est valorisé pour son pouvoir calorifique. La DCO en sortie anaérobie est dimensionnée à environ 1 000–1 200 mg/L.
- Bassin A/O — MES 4 000 mg/L, TSH 24 h, assurant la dégradation aérobie, la nitrification et le traitement de l'azote ; DCO en sortie dimensionnée ≤ 150 mg/L.
- Adsorption sur charbon actif — adsorption des composés organiques réfractaires résiduels ; DCO en sortie dimensionnée ≤ 60 mg/L.
- Oxydation avancée à l'ozone — dose O₃ 20 mg/L, élimination de la couleur et dégradation complémentaire des composés organiques ; DCO en sortie dimensionnée ≤ 30 mg/L, couleur (facteur de dilution) ≤ 30.
Notes de mise en service
La principale difficulté de la mise en service a été la culture des boues granulaires anaérobies dans le UASB. Compte tenu de la toxicité relativement élevée de l'effluent, la culture des boues granulaires a duré 3 mois (durée usuelle d'environ 2 mois). Le démarrage a été achevé par un ajout de glucose pour l'acclimatation des boues et un apport complémentaire d'alcalinité.
Recommandations pour projets similaires
- Pour un mélange d'effluents de parc chimique à faible biodégradabilité (DBO/DCO ≈ 0,15 sur ce projet), réaliser d'abord une analyse détaillée de la qualité d'eau et des essais en laboratoire, puis fixer les conditions opératoires du Fenton ou d'un autre prétraitement.
- L'étage Fenton fonctionne en conditions acides (pH 2,5–3,5) et fortement oxydantes : choisir les matériaux des équipements et des tuyauteries en conséquence.
- Sur des eaux usées toxiques, la culture des boues granulaires du UASB peut durer plus longtemps que la normale ; intégrer cette durée dans le programme de mise en service et prévoir un apport d'alcalinité.
- Lorsque le rejet doit atteindre la quasi-classe IV, un traitement avancé est nécessaire après l'étage biologique (ici, adsorption sur charbon actif + oxydation avancée à l'ozone) ; arrêter dès la conception la filière retenue pour l'élimination de la couleur et de la DCO réfractaire.
Questions fréquentes
Pourquoi les effluents chimiques à forte charge et réfractaires nécessitent-ils un prétraitement Fenton ?
Sur ce projet, la DCO en entrée était d'environ 15 000 mg/L avec une DBO/DCO d'environ 0,15 : l'étage biologique aurait du mal à fonctionner de façon stable en alimentation directe. Le dimensionnement retient un prétraitement Fenton (pH 2,5–3,5, réaction 60 min) suivi d'une coagulation et d'une décantation pour ramener la DCO à 3 000–4 000 mg/L et élever la DBO/DCO à 0,35 ou plus (valeurs de conception), avant les étapes UASB et A/O.
Combien de temps dure la culture des boues granulaires UASB sur un effluent chimique toxique ?
Sur ce projet, en raison de la toxicité relativement élevée de l'effluent, la culture des boues granulaires a duré 3 mois, contre une durée usuelle d'environ 2 mois (méthode de démarrage décrite dans « Notes de mise en service »).
Quelle limite de DCO fixe la quasi-classe IV et comment ce projet a-t-il été conçu pour l'atteindre ?
La norme quasi-classe IV retenue sur ce projet exige une DCO ≤ 30 mg/L. Le dimensionnement place, après l'étage biologique, une adsorption sur charbon actif (DCO en sortie dimensionnée ≤ 60 mg/L) puis une oxydation avancée à l'ozone (dose O₃ 20 mg/L, DCO en sortie dimensionnée ≤ 30 mg/L, couleur (facteur de dilution) ≤ 30).
