A simulation-based optimisation approach to control nitrogen discharge by activated sludge under winter seasonal peak load

Wastewater treatment systems located in cold areas are under increasing pressure to remove nitrogen from their wastewater. As constraining operating conditions like dramatic influent load increases exacerbated by cold temperatures can occur (e.g. winter tourist resorts, ski resorts), specific technical treatment solutions have to be adapted. The objective of this research is to determine the maximal magnitude of load variation which can be applied in winter to an activated sludge treatment system. It aims at analyzing the effects of high influent load variations on the nitrogen removal capacity. Two operating strategies are investigated by dynamic simulations performed with ASM1: • A fixed aeration tank volume with a fixed MLTSS concentration • A variable aeration volume tank with a variable MLTSS concentration It is demonstrated that the variable aeration tank volume strategy is more efficient than the fixed volume strategy to face long-term peak load. To meet an effluent ammonia nitrate concentration of below 10 mgN·ℓ-1, a maximum input load increase by a factor 2 should be applied with the first strategy; whereas with the second strategy a load increase by a factor 4 should be applied (with constant oxygen presence time). If the oxygen presence time can be increased by 50% the maximum input load increase could reach a factor 6. Water SA Vol.32 (4) 2006: pp.561-56

Maximum growth and decay rates of autotrophic biomass to simulate nitrogen removal at 10°C with municipal activated sludge plants

The present study aims at determining most likely values for the maximum growth rate (μA, max) and the endogenous decay rate (bA) of nitrifiers for activated sludge processes treating municipal wastewater operated at low temperature (10°C). The work used nitrification rate data measured on 10 full-scale plants and 2 pilot plants fed with domestic sewage. This set of data was combined with a modelling and a theoretical approach. The unified values (μA, max = 0.45·d-1 and bA = 0.13·d-1) were obtained at 10°C for the kinetic parameters of the autotrophic biomass in the SRT range 10 to 50 d. In addition, the factors affecting the expected nitrification rate (rv, nit) were established by a theoretical approach and confirmed by experimental results. For a given SRT, a linear relationship with the nitrogen volumetric loading rate was shown. The COD/TKN ratio of the influent on the nitrification rate was demonstrated. Finally, an operational tool for the verification of the nitrification rate in the design procedure of activated sludge processes is proposed.Keywords: nitrification; kinetics; low temperature; autotrophic biomass, maximum growth rate; decay rat

Procédé d'activation-régénération d'un capteur redox en station d'épuration

La présente invention concerne un procédé de décontamination automatique d'un dispositif de mesure en continu du potentiel d'oxydo-réduction des eaux résiduaires dans une station d'épuration, comportant au moins un couple d'électrodes identiques, la décontamination d'une électrode du couple étant mise en oeuvre lors du fonctionnement en mesure de l'autre électrode du couple, chaque cycle de décontamination se décomposant en une série de rampes de potentiel montantes puis descendantes.L'invention consiste en ce que le sens de la rampe initiale du cycle de décontamination, la tension de départ du cycle, le sens de la rampe finale du cycle ainsi que la tension d'arrêt du cycle sont identiques pour chaque cycle.Application à la décontamination d'un dispositif de mesure en continu de potentiel

Boues activées entre 1000 et 3000 EH : performances, limites et contraintes

National audienc

Actes du Colloque. Traitement des eaux usées, des boues et des matières de vidange pour les petites et moyennes collectivités

National audienceL'ONEMA et le Cemagref travaillent à l'élaboration d'outils opérationnels pour aider les différents acteurs de l'eau à répondre aux défis imposés par la réglementation européenne avec en point de mire l'atteinte des bons états chimique et écologique des masses d'eau pour 2015. Afin de valoriser et de diffuser les principaux résultats opérationnels acquis depuis 3 ans, l'ONEMA et le Cemagref ont organisé une journée de restitution intitulée «TRAITEMENT DES EAUX USES, DES BOUES ET DES MATIERES DE VIDANGE POUR LES PETITES ET MOYENNES COLLECTIVITES ». Cette journée s'est déroulée dans le cadre du salon Pollutec à Lyon le jeudi 2 décembre 2010. Au-delà de la présentation de résultats finalisés, cette journée a été également un lieu de débat sur les projets de recherche innovation futurs en lien avec des besoins opérationnels exprimés. Les thèmes suivants ont été abordés : les filières extensives et intensives de traitement des eaux usées domestiques ; les filières extensives de traitement des boues et des matières de vidange ; la caractérisation des eaux usées ; les technologies de réutilisation des eaux usées traitées ; le filtre à sable en assainissement non collectif ; les besoins opérationnels et priorités de recherche et d'innovation : eaux pluviales, zone de rejet végétalisée, conception de la station d'épuration de demain

Mesure de la capacité d'oxygénation, en présence de boues, des aérateurs de la station d'épuration de Canéjan-Bourg (33)

[Type_IRSTEA]Rapport d'expertis

Phosphore des eaux usées: état des lieux et perspectives

A literature review was conducted to evaluate phosphorus sources and apportionment in municipal wastewater. The average total domestic source emissions in France were estimated to be 1.8 g P/(d·inh.) since 2007, of which 0.2 g P/(d·inh.) are attributed to automatic dishwasher detergents. Economic activities may generate an additional discharge of 0.5 to 1.2 g P/(d·inh.), of which 0.1 to 0.2 g P/(d·inh.) can be attributed to professional detergents. Six wastewater data sets representing 247 French municipal wastewater treatment plants in year 2007 were then analysed. The average specific load received per p.e as defined in the 91/271/EEC was 2.1 gP/d.pe.The effect of the future ban of phosphate from all detergents was derived from the information on specific phosphorus loads currently emitted at the source (per inh.) and received by WWTPs (per p.e.).A partir des éléments bibliographiques sur les rejets à la source, les rejets moyens de phosphore d'origine purement domestique ont été estimés à 1.8 g P/(j.hab) depuis 2007, dont 0.2 g P/(j.hab) issus des détergents de lave-vaisselle. Les rejets des activités économiques peuvent représenter 0.5 à 1.2 g P/(j.hab) supplémentaires, dont 0.1 à 0.2 g P/(j.hab) issus des détergents à usage professionnel. L'analyse des données d'auto surveillance de l'année 2007 pour 247 stations a permis d'estimer à 2.1 gP/j la charge spécifique moyenne en entrée de station ramenées à l'équivalent-habitant DERU (fixé à 60 g DBO5/j). A partir de la connaissance actuelle des rejets à la source et des charges spécifiques reçues en station, l'effet de la suppression des phosphates de tous les produits lessiviels a été estimé

Mesure de la capacité d'oxygénation en présence de boués du système d'aération de la station d'épuration de Coupiac (12) : Compte rendu n°45

[Type_IRSTEA]Rapport d'expertis

Prévision des valeurs du facteur alpha pour les systèmes d'aération à fines bulles

National audienceThe objective of this work was to analyse the impact of different geometric and operating parameters on the alpha factor value for fine bubble aeration systems equipped with EPDM membrane diffusers. Measurements have been performed on nitrifying plants operating under extended aeration and treating mainly domestic wastewater. Measurements performed on 14 nitrifying plants showed that, for domestic wastewater treatment under very low F/M ratios, the alpha factor is comprised between 0.44 and 0.98. A new composite variable (the Equivalent Contact Time, ECT) has been defined and makes it possible for a given aeration tank, knowing the MCRT, the clean water oxygen transfer coefficient and the supplied air flow rate, to predict the alpha factor value. ECT combines the effect on mass transfer of all generally accepted factors affecting oxygen transfer performances (air flow rate, diffuser submergence, horizontal flow)

Eléments d'interprétation des potentiels d'électrodes en platine dans les traitements biologiques

International audienceThe zero current potential of a platinum electrode in a biological medium (wastewater, activated sludge) is strongly dependent on the surface characteristics of the metal. It is also influenced by pH (probably Pt/PtO system), dissolved oxygen (O2/OH (-) system), and ionic forms of nitrogen (NO2(-)/NH4(+) and NO3(-)/NO2(-) systems). The experimental values of the coefficients relating the stabilized potential of a platinum electrode to the logarithm of the concentration of the elements under consideration (Nernst equations) are significantly different from the thermodynamic coefficients corresponding to each reaction. The platinum is thus not in equilibrium with the dissolved redox reactants and is likely subject to mixed potentials in which the adsorbed components play an important role.Le potentiel de courant zéro d'une électrode en platine dans un milieu biologique (eaux usées, boues activées) dépend fortement des caractéristiques de surface du métal. Il est également influencé par le pH (probablement le système Pt/PtO), l'oxygène dissous (système O2/OH (-)) et les formes ioniques de l'azote (NO2 (-)/NH4 (+) et systèmes NO3(-)/NO2(-). Les valeurs expérimentales des coefficients établissant une relation entre le potentiel stabilisé d'une électrode en platine et le logarithme de la concentration des éléments en question (équations de Nernst) sont sensiblement différentes des coefficients thermodynamiques correspondant à chaque réaction. Le platine n'est par conséquent pas en équilibre avec les réactifs redox et il est susceptible d'être soumis à des potentiels mixtes dans lesquels les composants absorbés jouent un rôle important