ANITA™Mox: Procédé clé pour l’auto-suffisance énergétique

des STEPsRomain Lemaire - Direction Technique VEOLIA

Séminaire ARPEA /VSA/GRESE, Fribourg 19 Janvier 2017

Problématique – Retours en tête STEP

Sidestream

Dégrillage Décanteur primaire Traitement Biologique Clarificateur Rivière

RefusSable,

graisse

Sable/Graisse

Déshydratation

Boues à

évacuer

1% du débit entrant

15-20% charge N entrante

N-NH4: 500-1500 mg/L

DBO : < 150mg/L

Epaississeur Digesteur Gazomètre CHP

Problématique – Retours en tête STEP

Sidestream

Dégrillage Décanteur primaire Traitement Biologique Clarificateur Rivière

RefusSable,

graisse Epaississeur Digesteur Gazomètre CHP

Sable/Graisse

Déshydratation

Boues à

évacuer

1% du débit entrant

15-20% charge N entrante (20-30% avec THP)

N-NH4: 500-1500 mg/L (2000-3000 avec THP)

DBO : < 150mg/L

• Design approprié traitement bio

• Augmentation capacité aération

• Plus faible ratio C/N = addition source de C externe (méthanol)

• Augmentation production boues

Lyse

Thermique

Problématique – Solution VEOLIA retours

Dégrillage Décanteur primaire Traitement Biologique Clarificateur Rivière

RefusSable,

graisse

Déshydratation

Boues à

évacuer

Sable/Graisse

Traitement des retours azotés: compact, économique et

robuste

ANITA™ Mox

Epaississeur Digesteur Gazomètre CHPLyse

Thermique

5

NO2-

O2

(25%)

O2

(75%)

NO3-

AOB

N2

DCO

(40%)

Heterotophes

NO2-

NOB

Heterotophes

DCO

(60%)

Aerobie Anoxie

O2DCO

Nit/Denit conventionnelle

NH4+

Principe – Abattement Azote (N) conventionnel

DCO

AOB

NH4+

55%

45%

O2

(40%)

AnoxicAerobie

“Anammox”

O2

NO3-

COD

Heterotrops

NO2-

NOB

Anammox

89% 11%DCO

(0%)

NO2-

NH4+

N2 + NO3-

-60% O2 -100% DCO

O2

Principe – Abattement N avec Anammox

ANITA™Mox – Procédé MBBR

7

Nitritation

NH4+

NO2-AOB

Anammox

N2

Aerobie

AnoxieSimultanée dans biofilmBiofilm

Media

Liquide

O2

ANITA™Mox = Securité de la biomasse Anammox

Grille rétention média

Qin Qout

+= Pas de risque de perdre la

biomasse anammox Faible impact des MES

(traversent réacteur)

ANITA™Mox – Références

9

Lieu Pays Capacité Type d’effluent MER

Sjolunda (Malmö) Sweden 200 kgN/d Municipal sidestream 2010

Sundets (Växjö) Sweden 430 kgN/d Municipal sidestream 2012

Holbaek Denmark 120 kgN/d Municipal sidestream 2012

Grindsted Denmark 110 kgN/d Municipal sidestream 2013

James River (Newport News) VA, USA 250 kgN/d Municipal sidestream 2013

* Confidential Poland 340 kgN/d F&B Industrial 2015

Locarno Switzerland 300 kgN/d Municipal sidestream 2015

South Durham (Durham) NC, USA 330 kgN/d Municipal sidestream 2015

Viikinmäki (Helsinki) Finland 320 kgN/d Municipal sidestream 2016

Arla Foods UK 240 kgN/d F&B industrial 2016

Egan (Chicago) IL, USA 940 kgN/d Municipal sidestream 2016

Bromma (Stockholm) Sweden 310 kgN/d Municipal sidestream 2016

* Confidential Slovenia 800 kgN/d Municipal sidestream 2017

Sobacken (Boraas) Sweden 800 kgN/d Municipal sidestream 2017

Denver Metro CO, USA 3000 kgN/d Municipal sidestream 2017

Tomahawk (Johnson) OK, USA Municipal sidestream 2017

En operation

ANITA™Mox Mainstream – Concept

ANITA™Mox – STEP Auto-suffisante en Energie

11

Sidestream

Décanteur primaire Traitement Biologique Clarificateur Rivière

Epaississeur Digesteur Gazomètre CHPLyse

Thermique

Déshydratation

Boues à

évacuer

Rivière

ANITA™Mox – STEP Auto-suffisante en Energie

12

Sidestream

ANITA™Mox (abattement N)Abattement C:

• MBBR• Biofiltre• BA fc• UASB ?

DCO Eau brute production de Biogas

- pas besoin de DCO pour dénitrifier!

Abattre N avec ANITA™Mox sur le Mainstream

gain OPEX!

STEP auto-suffisante Plus compacte Empreinte CO2 plus faible

Déshydratation

Boues à

évacuer

Epaississeur Digesteur Gazomètre CHPLyse

Thermique

Décanteur primaire Clarificateur

T°C Mini

?

EtapePolishing

?

Rivière

MBBR IFAS

Application ”Sidestream”

très robuste et simple à exploiter (1 bassin)

Application ”Mainstream”:

Compatible avec COD/N plus élevé

Control compétition AOB/NOB/Anammox

Niveau NGL plus bas

Plus simple pour réhabiliter l’existant

ANITA™Mox – MBBR ou IFAS ?

Etape-N:• IFAS (2m3, 40% filling)• Clarificateur (1.5m2)• Temp = 15-23C

Etape-N

IFAS ANITATMMoxDécanteur

ANITA™Mox Mainstream – Pilote Paris

Etape-C:• MBBR (2m3, 30% filling)• Drumfilter (0.4m2, 40μm)

MBBR

DRUMLFILTER

Etape-CTraitement Primaire

Traitement Primaire:• Décanteur lamellaire• Pas de chimie

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

5

10

15

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30

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50

55

60

65

70

0 100 200 300 400 500 600 700 800

NH

4in

, N

H4

ou

t,T

N o

ut

(mg

/L)

% N

O3/N

H4

Time (days)

Pilote Paris – Qualité de l’effluent en sortie

Aeration séquencée: NGLout ≈ 10 mgN/L 80% N abattu NO3/NH4 < 10%

Aeration Séquencée

Après MBBR-C + drumfilter Après PrimaireSortie MBBR-C: DCOt / NH4 = 3-5 DCOs / NH4 = 1-2MES = 60 - 140 mg/L

Eau décantée: DCOt / NH4 = 6-8 DCOs / NH4 = 3-4MES = 100 - 160 mg/L

0

5

10

15

20

25

30

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Tem

pera

ture

(°C

)

Ch

arg

e N

H4 a

pp

liq

uée

, ab

att

u (

gN

/m2.j

)

Jours

Pilote Paris – Charge NH4 abattue

NH4 abattu = 1.2 gN/m2.j @ 23° - 0.9 gN/m2.j @ 18° - 0.5 gN/m2.j @ 15°

Aeration séquencée

Probleme

aération

Après MBBR-C + drumfilter Après Primaire

23

14

ANITA™Mox Mainstream – Pilote Toulon (France)

Digesteur

Primaire

chimieBiostyr-C

Sidestream

Abattement C STEP Toulon (80 000 PE)

Abattement N Pilote ANITA Mox

IFAS ANITA Mox

(Mainstream)NGL=10 mg/L

DCO = 90 mg/LDBO = 20 mg/LMES = 30 mg/L

0

5

10

15

20

25

30

0

5

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50

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70

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260

Tem

pe

ratu

re (

°C)

NH

4 in

,NH

4 o

ut,

NG

L o

ut

(mgN

/L)

Jour

Pilot Veolia Toulon – NH4 in , NH4 out , NGL out

18

Après Biostyr-C Direct après Primaire

Perte

boues

27

17

NH4-abattu = 0.6 - 0.8 gN/m2.j NO3/NH4 < 10% (<5% après primaire)

Conclusion

19

ANITA™Mox = Procédé Anammox VEOLIA en MBBR ou IFAS:

Biofilm sur supports procédé robuste et rétention anammox sécurisée

ANITA™Mox sur le Mainstream:

Bonne qualité de l’effluent (~10 mg/L NGL) sans post-traitement du N

Plus compacte qu’une Boue Activée faible charge même à faible T°C (14°C)

Plusieurs configurations possible après Etape-C ou directement après Primaire

Optimisations en cours vont permettre d’améliorer la robustesse, la qualité de

l’effluent traité et le démarrage

ANITA™Mox est la Clé pour: STEP auto-suffisante Faible OPEX Faible empreinte CO2