L’AERATION DES BOUES EST ASSUREE PAR LE SURPRESSEUR A LOUER AERZEN

Une solution élegante qui fonctionne à merveille

Depuis 2000, le CETB (Centre d'Enfouissement Technique du Beaumont) exploite un ancien site de mine converti en centre d’enfouissement pour déchets provenant de l’industrie et de ses collecteurs. Pour traiter l’eau polluée provenant de la décharge, une station d’épuration a été construite sur le site. Pendant l’entretien de la cuve de la station, la boue organique active aérobique est transférée dans un bassin temporaire. Pour s’assurer de la bonne santé des bactéries, il est impératif que cette boue soit constamment aérée par de l’air comprimé produit par un surpresseur proposé à la location par la société Aerzen.

HISTORIQUE

En 2000, le CETB achève la conversion d’un ancien site de mine en centre d’enfouissement technique pour l’industrie et ses collecteurs. Le terrain a une superficie totale de 20 ha, dont 2 ha de terrain technique pour les bâtiments de l’administration, la centrale d’épuration et divers ateliers. Les actionnaires majoritaires du CETB sont Suez (anciennement Sita Belgium) et SRIW Environnement (filiale de la SRIW: Société Régionale d’investissement Wallon). La CETB est certifiée ISO 14001 et Enregistrée EMAS.

CENTRE D'ENFOUISSEMENT TECHNIQUE DU BEAUMONT NV

• fondé en 1999
• site: Monceau-sur-Sambre
• administrateur délégué: Théo Quaghebeur (directeur)
• 15 membres du personnel
• 20 ha total, 2 ha installations technique + bâtiment administratif

DEUX TYPES DE DECHETS

Sur le site de CETB sont enfouis des déchets biodégradables et non-biodégradables. M. Dimitri Bertholet (Adjoint au Directeur) nous décrit la situation: “Les déchets sont groupés dans dix cellules séparées, dont quatre cellules pour les déchets de type biodégradable comprenant éventuellement une partie fermentescible et six cellules pour les déchets de type minéral. Depuis 2009, la grande majorité des réceptions sont des déchets non-biodégradables, par exemple des terres minérales polluées, des boues de dragage, des résidus de broyage d’automobiles ou des déchets d’amiante-ciment lié.”

STRUCTURE DE LA DECHARGE

“Le C.E.T. (centre d’enfouissement technique) est un grand bassin étanche dont le fond de forme est composé de plusieurs couches. De bas en haut, une couche drainante, puis un géotextile, ensuite une étanchéité minérale d’argile, de la bentonite, une géomembrane, un géotextile antiperforation, encore une couche drainante et pour finir, un géotextile anticontaminant. Ces couches successives assurent une étanchéité parfaite et retiennent l’eau qui percole à travers les déchets qui peuvent atteindre une épaisseur de vingt mètres. Mais la décharge n’est pas stérile, car elle produit deux composants différents qu’il faut encore récolter et traiter: du biogaz formé lors de la décomposition des déchets biodégradables et des lixiviats (eaux ayant percolé à travers les déchets) provenant des précipitations.”

Récupération des lixiviats

Sur la couche étanche, un système de drainage récupère l’eau de pluie qui a traversé les différentes couches de déchets. Les lixiviats sont ensuite canalisés vers la station d’épuration.

Récupération du gaz

La décharge produit tout naturellement du biogaz. Les gaz qui se développent dans les quelque 8 ha de déchets biodégradables, sont extraits en créant une légère dépression dans des drains verticaux appelés ‘puits de dégazage’ placés dans le massif de déchets. Ce biogaz collecté est ensuite amené vers la station de traitement.

“Dans cette station, on refroidit le biogaz(< 4 °C) pour en extraire le condensat, celui-ci emprisonnant une bonne partie des composants à éliminer, puis on le désulfurise à l’aide d’un filtre à charbon actif. Ensuite, ce biogaz sert de carburant à un moteur accouplé à un alternateur qui produit près de 500 kW d’électricité, ce qui représente la consommation d’énergie de près de 700 ménages. Si le biogaz ne peut être valorisé de cette façon, il est brûlé à 1.200 °C dans une torchère (±3% du temps)”, nous dit Dimitri Bertholet.

FONCTIONNEMENT D’UNE STATION D’EPURATION D’EAU

Les lixiviats récupérés sont envoyés dans une cuve contenant de la boue activée où ils vont subir un traitement biologique. Celui-ci consiste à un traitement de l’azote par nitrification aérobie et dénitrification anaérobie.

Aérobie

La boue activée est composée essentiellement de micro-organismes qui dégradent les matières organiques, dont les matières azotées transformées en nitrates. L'introduction d'oxygène par aération est donc indispensable à leur action. Cet oxygène est envoyé par des surpresseurs, véritable poumon de l’installation, et diffusée en fines bulles pour une plus grande efficacité. L’air comprimé utilisé en utilisation courante provient des surpresseurs de la station d’épuration. Trois surpresseurs Aerzen GM25S Delta Blower fonctionnent à la pression de 675 mbars. Ces trois surpresseurs tournent à tour de rôle, pour empêcher une usure trop inégale. Chaque semaine, un surpresseur est désigné pour tourner constamment, un autre est en appoint et le troisième fait office de back-up. Ces trois états changent en fonction des heures de fonctionnement de chaque surpresseur.

Anaérobie

L’étape suivante est la dégradation des nitrates, appelée dénitrification, celle-ci est provoquée en plaçant les boues en conditions anoxiques et est donc effectuée par des bactéries anaérobiques. Dans le cas du CETB, la composition des lixiviats est plutôt stable et constante. Les bactéries qui vivent dans la cuve, se sont adaptées à cette composition des lixiviats. Une trop grande variation peut réduire l’activité des bactéries et donc impacter le traitement. A côté de la composition de l’effluent à traiter, le milieu dans lequel vivent ces bactéries, est tout aussi important.

MAINTENANCE DE LA CUVE

Le bioréacteur est composé de deux cuves concentriques en acier laqué d’une capacité totale de 1.000 m³. La cuve extérieure contient les bactéries aérobiques et la cuve intérieure abrite les bactéries anaérobiques. Cette installation doit être mise à l’arrêt et totalement vidée pour inspection et entretien tous les 2 à 3 ans. La vidange de cette cuve se fait en deux phases, premièrement, pompage et stockage temporaire de la partie supérieure des boues biologiques, cette partie est essentiellement composée de bactéries ‘vivantes’ qui sont toujours capables de participer au traitement. Ensuite, la couche de boue inférieure est enlevée et dirigée vers un centre de traitement adéquat, car celle-ci est composée de bactéries ‘mortes’ ou moins actives, ainsi que d’autres sédiments non-nécessaires au processus. Ces deux types de boues sont assez distincts à l’œil, celle contenant les bactéries ‘mortes’ étant plus épaisse et plus foncée.

Oxygénation

“Dès que la boue active est sortie de sa cuve, il est d’une importance capitale qu’elle reste toujours oxygénée pendant la durée de l’intervention (3-4 semaines). Un manque d’oxygène peut tuer ces bactéries, ou les faire entrer en phase d’hibernation profonde, dont elles ne se ‘réveillent’ que très lentement. Ce qui signifie qu’après que la boue soit remise dans sa cuve, les bactéries sont d’abord inactives avant de se réactiver petit à petit. Ce processus de réactivement de bactéries dormantes prend facilement plusieurs semaines. Auparavant, l’entretien se faisait sans aération des boues et le réacteur prenait des semaines à retrouver son fonctionnement optimum. Trouver une solution à ce problème a été un des premiers projets auxquels j’ai participé, car c’est un risque que nous ne voulions plus courir, puisque ça met en danger le fonctionnement même de cette station d’épuration qui ne manque jamais de lixiviat à traiter à cause de notre climat.”

BASSIN TEMPORAIRE

Afin d’entreposer la boue pendant la maintenance, un bassin temporaire a été construit à côté de la centrale d’épuration. Dans ce bassin est plongé un matelas d’aération qui est en fait une structure métallique avec des aérateurs à membrane de forme tubulaire. La membrane est pourvue de petits trous qui restent fermés par l’élasticité de la membrane. Quand on met cette membrane sous pression en y envoyant de l’air comprimé, la membrane se gonfle et les petits trous s’ouvrent pour laisser échapper la pression sous la forme de très fines bulles d’air. Le matelas est composé d’une multitude d’aérateurs tubulaires et chaque aérateur est lui-même percé des milliers de petits trous qui forment ainsi un nuage de bulles d’air qui transportent l’oxygène dont ont besoin les bactéries.

Surpresseur pour bassin temporaire

Pour le bassin temporaire, une installation plus petite et pouvant être déposée près du bassin était nécessaire. “Evidemment, ce genre de matériel ne se trouve pas à tous les coins de rues. De plus, il nous fallait aussi le matelas d’aération, donc nous avons cherché quelqu’un qui pouvait nous aider.”

Matériel Aerzen

“La station d’épuration a été livrée clef sur porte en 2005. Les surpresseurs fixes installés dans le bâtiment technique ont été fournis par Aerzen Belgium“, nous explique M. Bertholet. “C’est donc tout naturellement que nous nous sommes tournés vers eux pour trouver une solution temporaire. Par la suite, nous l’avons également demandé à d’autres sociétés, mais en fin de compte, nous avons choisi Aerzen. D’abord par souci de continuité, mais aussi et surtout parce que la solution proposée répondait à nos besoins.”

Location des surpresseurs

Le matériel loué par Aerzen Belgium est un groupe BVO600 équipé d'un variateur de fréquence. Ce variateur de fréquence permet non seulement de limiter le courant de démarrage, mais aussi de régler le débit de la machine. Le châssis de transport standard est conçu pour une manipulation par une grue ou par un élévateur à fourches. Le groupe peut être installé à l'extérieur. Aerzen Belgium a également livré les accessoires suivants:

Aerzen Belgium a également livré les accessoires suivants:

• Tuyauterie de liaison entre le groupe et la plaque d’aération;
• Plaque d’aération 5 x 2 mètres.

La location de surpresseurs n’est pas une niche où Aerzen se profile spécialement, mais c’est un service supplémentaire très performant qui peut être proposé grâce au grand stock de surpresseurs et des possibilités logistiques qui aident à faciliter l’organisation de ce genre de projet temporaire ou des événements inattendus comme une panne grave. La location est possible pour n’importe quelle période. Dans le cas du CETB, le matériel est resté sur place pendant près de trois semaines. Alors que la location se fait assez régulièrement, la conception et la réalisation des conduits et du matelas d’aération par Aerzen constituent un cas exceptionnel. Du moins pour l’instant, car le bon déroulement de ce projet a beaucoup motivé les différents services concernés et éveillé beaucoup d’intérêt pour refaire des projets uniques si un client en éprouvait le besoin.

EVALUATION

“Ce projet de grande importance s’est déroulé d’une façon presque détendue, dans le sens où il y a eu une réunion technique qui a été suivie de leur proposition. Leur solution était élégante, le matériel a été facilement installé et l’installation à fonctionné sans anicroche. Après l’entretien et le retour de la boue dans sa cuve, le réacteur est reparti en moins de deux jours. Et cela a été le cas les deux fois que nous avons fait l’entretien depuis lors. Le matelas d’aération a entre-temps fait l’objet d’une amélioration afin de pouvoir le placer plus facilement dans le bassin, quelle que soit la profondeur de celui-ci.”