Predict and prevent the drift towards clogging of a biofilter
Prévoir et prévenir la dérive vers le colmatage d'un biofiltre
Résumé
Biofiltration is a compact and efficient technology for the treatment of urban effluents, and is well established in France and worldwide. However, some facilities are regularly affected by irreversible clogging, requiring heavy operations to restore the treatment capacity. Given the multiplicity of possible causes and the dynamic of the facilities, detecting the drift towards irreversible clogging requires a very good knowledge of the processes, the design, the history of the operating conditions, and the limits of the facilities.
The work presented here proposes a systematic method for multi-criteria analysis of the operating data of a biofiltration facility in order to control the events of irreversible clogging. It defines the descriptors to follow and their frequency of determination. It presents the method for defining the reference state to which the operating conditions should be compared. This method is illustrated with data covering a period of operations of more than two years of a full-scale plant. We have shown that the analysis of the occurrence of irreversible clogging and the determination of the possible causes can be carried out through the careful analysis of the hydraulic load, the COD and/or TSS volume loads, the concentrations and the biodegradable fraction of the water to be treated, the filtration duration, or through the analysis of the operating conditions of the primary treatment (backwash water). The method also relies on criteria specifically created to confirm and locate irreversible clogging over time, such as pressure drops and void volume (porosity) at the beginning of a filtration cycle (after washing). Using this method, predicting the occurrence of irreversible clogging will reduce the constraints and costs of operations, as well as the environmental impact of the biofiltration process.
La biofiltration est une technologie compacte, efficace pour le traitement des effluents urbains, et bien implantée en France et dans le monde. Certaines installations sont toutefois régulièrement touchées par un colmatage irréversible nécessitant des interventions lourdes pour rétablir la capacité de traitement. Compte-tenu de la multiplicité des causes possibles et du caractère dynamique du fonctionnement des installations, détecter la dérive vers le colmatage irréversible nécessite une très bonne connaissance des processus, du dimensionnement, de l’historique de fonctionnement et des limites d’exploitation des installations.
Le travail présenté ici propose une méthode systématique d’analyse multicritères des données de fonctionnement d’une installation de biofiltration en vue de maitriser les étapes menant au colmatage sans atteindre le stade irréversible. Il définit les descripteurs à suivre et leur fréquence de détermination, et présente la méthode de définition de l’état de référence auquel les conditions de fonctionnement doivent être comparées. Cette méthode est illustrée avec des données couvrant une période de plus de deux ans de suivi d’une installation réelle. Nous avons montré que l’analyse de la survenue du colmatage irréversible et la détermination des causes possibles peuvent être réalisées à partir de l’analyse minutieuse des charges hydrauliques, des charges volumiques en DCO et en MES, des concentrations de l’eau à traiter à l’entrée de la biofiltration et de la fraction biodégradable, de la durée de filtration, ou encore à travers l’analyse des conditions de fonctionnement du traitement primaire en intégrant l’impact des retours et plus particulièrement les eaux de lavage des biofiltres. La méthode s’appuie également sur des critères créés spécifiquement pour confirmer et situer le colmatage irréversible dans le temps, tels que les pertes de charge et le volume de vide (porosité) au début d’un cycle de filtration (après lavage). La prédiction et la prévention de la survenue d’un colmatage irréversible par cette méthode permet l’amélioration des performances épuratoires, la fiabilité du fonctionnement de la biofiltration et donc la réduction des coûts d’exploitation et de l’impact environnemental.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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