CS2 41-46.docx

### Dégrillage #### Objectifs - Il permet : - De protéger les ouvrages aval - De séparer et évacuer facilement les matières volumineuses charriées #### Caractéristiques ##### Ecartement entre les barreaux - Dégrillage si l'écartement entre les barreaux supérieur à 6 mm...

### Dégrillage #### Objectifs - Il permet : - De protéger les ouvrages aval - De séparer et évacuer facilement les matières volumineuses charriées #### Caractéristiques ##### Ecartement entre les barreaux - Dégrillage si l'écartement entre les barreaux supérieur à 6 mm - Fin : 10-30mm - Grossier : 30-50mm - Tamisage si l'écartement entre les barreaux inférieur à 6 mm 1. ##### Critères de dimensionnement - La vitesse de passage à travers les barreaux doit être suffisante pour obtenir l'application des matières sur la grille, sans pour autant provoquer des pertes de charge trop importante, ni entrainer un colmatage en profondeur des barreaux, ou faire passer des matières avec le flux d'eau. - Idéalement le débit de passage se situera entre 0.5 à 1.2 m/s ##### Types de dégrilleurs - Grilles à barreaux droits - Grilles à barreaux courbes - Tambours rotatifs - Tamis courbes ou grilles concaves - Microtamisage et macrotamisage (pour les eaux de surface) - À nettoyage manuel, automatique ou à nettoyage par l'aval - À barreaux fixes ou mobiles 1. ##### Quantité de déchets produits \ [\$\$\\text{Produciton\\ }\\left\\lbrack \\frac{\\frac{l}{\\text{hab}}}{\\text{an}} \\right\\rbrack = \\frac{12\\ à\\ 15\\lbrack l\\rbrack}{e\\lbrack cm\\rbrack}\$\$]{.math.display}\ e = écartement des barreaux 12-15 litres de déchets récoltés par le dégrilleur #### Transport, compactage et évacuation des déchets ##### Transport - Lorsqu\'on dispose de plusieurs dégrilleurs en parallèle, il est possible d'évacuer les déchets par un seul transporteur ou convoyeur. +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Equipement | Avantages | Inconvénients | +=======================+=======================+=======================+ | Vis d\'Archimède | Système presque | Usure | | | entièrement fermé | | | | | Risques de blocage | | | Capacité élevée | | | | | Coût plus élevé | | | Égouttage des déchets | | | | | | | | Transport dans les 2 | | | | sens | | | | | | | | Construction robuste | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Bande transporteuse | Coût moyennement | Entretien | | | élevé | | | | | Encrassement | | | | | | | | Inclinaison limitée | | | | | | | | Éclaboussures | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Convoyeur à raclettes | Adapté à des arrivées | Système lent | | | élevées de déchets | | | | | Inclinaison limitée | | | Simple, très robuste, | | | | | | | | Entretien limite | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ ##### Compactage - Il sert à réduire le volume et le poids de ceux-ci en éliminant une partie d\'eau. +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Equipement | Avantages | Inconvénients | +=======================+=======================+=======================+ | A rouleaux | Coût peu élevé | Siccité moyenne | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | A piston | Peu sensible à la | Coût élevé | | | présence de morceaux | | | | de bois, pierre, etc. | Réglage difficile | | | | | | | Siccité 40 % | Système discontinu | | | | | | | | Usure | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | A vis | Coût moyennement | Risque de blocage | | | élevé | | | | | Usure de la vis | | | Relativement simple | | | | | | | | Évacuation des | | | | déchets simplifiée | | | | | | | | Système continu | | | | | | | | Siccité 40 % | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ ##### Laveurs-compacteurs des refus de dégrillage - Permet une réduction de volume de plus de 70 % par temps sec. ##### Evacuation des déchets - Le stockage des déchets à caractère organique (tendance à la fermentation), implique quasi systématiquement des dégagements d\'odeurs et qui nécessite de prendre des précautions particulières : bennes hermétiques, locaux sous dépression ou container avec un dispositif d'ensachage des déchets p.ex. type « Longopac ». - Etant essentiellement organiques et non valorisables, ils relèvent de l'article 10 de l'OLED - L\'incinération de ces déchets peut par contre se faire avec les graisses, écumes et boues à une température supérieure à 800°C, ce qui évite les odeurs. ### Dessablage #### Objectif - Le rôle du dessableur est de retenir les matières minérales lourdes (Ø \> 200 μm), sables et graviers d = 2,65 - L\'élimination des sables permet d\'éviter l\'usure des pompes, l\'engorgement des canalisations, les dépôts dans les bassins et dans le digesteur, ainsi que l\'usure des centrifugeuses. #### Technologie - Deux types : - Longitudinaux - Tangentiel - Vitesse de passage : - Environ 30 cm/s en débit max. - Quantité d'air : - De 2 à 6 m3/h par m2 de dessableur. - Temps de séjour : - 3 à 4 min en pointe, 10 à 15 min au débit moyen. - Rendement espéré : - 90 % pour des Ø \> 200 μm. - Les sables sont considérés comme matériaux inertes s'ils contiennent moins de 5 % de matière organique ➔ la nécessité de les laver. #### Conséquence d'un mauvais dessablage sur la STEP - Instantané (suite à des pluies) - Anomalies d\'écoulement - Blocage d'équipements (pompes, dégrilleur, pont racleur) - Cumulatif - Diminution des volumes de traitement (B.A., digesteur) - Usure des équipements par abrasion #### Gestion des sables ##### L'extraction - Le volume de sable extrait est voisin de 4 à 8 l/hab./an +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Equipement | Avantages | Inconvénients | +=======================+=======================+=======================+ | Extraction par godets | Extraction en continu | Système plus | | et vis transporteuses | | compliqué | | | Capacité élevée | | | | | Usure | | | Sable déshydraté | | | | | Investissement plus | | | Faibles frais | élevé | | | d\'exploitation | | | | | | | | Système compact | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Extraction par | Système simple | Risque de bouchage | | raclage de fond et | | | | pompage | Sables très | Risque d\'usure | | | concentrés | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Extraction par pont | Système simple | Extraction liquide du | | mobile et pompe (ou | | sable | | béduvé) | | | | | | Nécessité d\'essorer | | | | le sable séparément | | | | | | | | Consommation | | | | d\'énergie | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | | | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ ##### Evacuation des sables - Revalorisation pour la construction - Considérés comme des matériaux inertes s'ils contiennent moins de 5% de matières organiques ##### Le lavage et l\'essorage des sables - Le lavage et l\'essorage du sable peuvent être réalisés par : - Laveur de sable - Hydro cyclone placé en amont du système d\'essorage - Essoreurs de sable : - Lavage à contre-courant dans une vis d\'Archimède - Lavage à contre-courant dans un classificateur à râteaux +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Equipement | Avantage | Inconvénients | +=======================+=======================+=======================+ | Hydro cyclone | Permet une réduction | Risque de bouchage | | | supplémentaire des | | | | matières organiques | Ouvrage séparé | | | | | | | Faible encombrement | Coût | | | | | | | | Frais d\'exploitation | | | | | | | | Réglages restreints | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Vis d\'Archimède | Simple, robuste, | Usure | | | compact | | | | | Coût de | | | Capacité élevée | l\'installation (tout | | | | inox) | | | Système fermé (odeurs | | | | limitées) | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Classificateur à | Simple | Génie civil adapté | | râteaux | | pour moyennes et | | | | grandes STEP | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ ### Dégraissage - Déshuilage #### Objectif - Rôle : - L\'objectif du dégraissage est de séparer de l\'eau : les huiles et les graisses. - But : - Éviter : - L'encrassement des ouvrages - Les flottants en surface - Les perturbations de l\'aération - Le départ avec l\'eau traitée - Les difficultés de traitement des boues : filtration, digestion, incinération - Le figeage des poires de niveau - Le colmatage des canalisations et des conduites - Position sur la filière : - Après le dessableur ou en bassin combiné avec le dessableur. #### Types - Parois siphoïdes - Aéré - Flottateur : air dissous - air induit - Dégradation biologique par des bactéries spécifiques #### Élimination des huiles et des graisses - Graisse produite sur une station d\'épuration à 1,4 à 1,8 l/Hab./an - Incinérée avec les ordures ménagères. - Stabilisée avec les boues (digestion). - Dégradée en aérobie par des bactéries adaptées à cette pollution. ### Décantation - Le but d\'une décantation est donc de faire déposer ces matières en suspension pour laisser passer à l\'aval de l\'ouvrage de décantation des eaux clarifiées, exemptes de la plupart des matières en suspension. #### Conception d\'un bassin de décantation ##### Paramètres de dimensionnement - loi de Stokes - Est influencée par : - Le diamètre des particules (plus elles sont grosses, mieux elles décantent). - La densité des particules (plus sa densité est élevé, plus elle décante facilement). - La densité de l'eau (plus la densité de l'eau augmente (avec le sel des routes par exemple), plus la décantation sera difficile). - La viscosité de l'eau qui est influencé par la température de l'eau (plus l'eau sera visqueuse, plus la décantation sera difficile). ##### Critères de décantation - Pour qu\'il y ait décantation, la vitesse de chute Vs doit être supérieure à la vitesse ascensionnelle Vasc du liquide. - [\$V\_{S} \> V\_{\\text{asc}} = \\frac{Q}{S}\$]{.math.inline} - Q : débit du liquide - S : Surface libre du décanteur - Le paramètre clé du dimensionnement des décanteurs est la vitesse ascensionnelle de l\'eau, appelée aussi vitesse de Hazen. - La vitesse ascensionnelle prise en référence est égale à : - 1 m/h pour un débit moyen - 2 m/h pour le débit de pointe - Le temps de séjour ts de l\'eau est de 2 à 4 heures ##### Extraction des boues - Les boues produites doivent être régulièrement extraites pour : - Limiter la hauteur de la zone boueuse - Éviter la remise en suspension des matières décantées - Éviter la fermentation de ces éléments et le développement d\'odeurs fétides - [\$E = \\frac{\\left( \\text{MES}\_{\\text{EB}} - \\text{MES}\_{\\text{ED}} \\right)\*Q\_{\\text{EB}}}{\\text{MS}\_{B}}\$]{.math.inline} - E volume à extraire par heure ou par jour \[m3/j\] - MES~EB~ concentration en MES en entrée du décanteur \[kg/m3\] - MES~ED~ concentration en MES en sortie du décanteur \[kg/m3\] - Q~EB~ débit d\'eau traversant dans le décanteur \[m3/j\] - MS~B~ concentration d\'extraction des boues fraîches \[kg/m3\] 1. #### Ouvrages et équipement pour la décantation primaire - Différents types de décanteurs existent - Statique cylindro-conique - Décanteur raclé #### La décantation lamellaire ##### Principe - Décanteur rectangulaire classique dans lequel ont été installées des plaques parallèles inclinées - L\'objectif d\'un décanteur lamellaire est de réduire les dimensions de l\'ouvrage en augmentant la surface et le temps de parcours, soit parvenir à une installation performante pour un coût d\'investissement plus faible. Décanteur primaire classique Décanteur lamellaire Décanteur lamellaire Actiflo ------------------------ ------------------------------ ---------------------- ------------------------------ Temps de séjour 2h 15min 5min Vitesse ascensionnelle 1-2m/h 10-25m/h 20-100 m/h - Souvent associée à la Biofiltration : - Traitement primaire (non physico-chimique) pour des biofiltres à courant descendant. - Traitement physico-chimique pour des biofiltres à courant ascendant - L\'efficacité d\'un système lamellaire sera donc essentiellement fonction de : - La surface développée, - L'espacement entre plaques, - La longueur des plaques, - L'inclinaison des plaques. ### La rétention #### Objectifs et définitions - Les bassins de stockage doivent répondre aux objectifs principaux suivants : - Éviter les inondations en réduisant les débits instantanés - Protéger les milieux récepteurs aquatiques en diminuant les effets de chocs et la pollution rejetée - Diminuer les coûts d\'investissement des réseaux d\'assainissement en limitant les diamètres des collecteurs aval - Quatre types de bassin peuvent être distingués : - Les bassins de rétention - Les bassins de décantation - Les bassins de stockage-décantation - Les bassins tampons - À des degrés divers ils permettent tous : - De réduire les inondations à l\'aval - De limiter le nombre de déversements - Et d\'opérer une certaine dépollution des eaux pluviales ### Bassin d'eau pluviale (BEP) ##### Objectifs - Ces bassins permettront - Traiter ultérieurement un volume d'eau de pluie à la STEP - Réduire les déversements d\'eau brute - Intercepter les premiers flux d\'orage les plus pollués. ##### Conception - Aucun déversoir ne devra renvoyer directement dans le milieu naturel le débit critique - Les radiers rencontrés seront : - Plat avec une faible pente (1 à 3 %) - Avec rigoles en serpentin en forte pente - La vidange des bassins tampons doit être asservie au débit arrivant à la STEP pour éviter les surcharges hydrauliques. Idéalement l\'asservissement devrait aussi porter sur la charge admissible à la STEP. - Une gestion automatisée permet une meilleure répartition des débits : - Limitation des déversements hydrauliques - Régularisation des débits ou flux polluants arrivant aux stations d\'épuration - Limitation des inondations en réseau #### Equipements couplés aux bassins ##### Systèmes de régulation du débit - Pour réguler le débit en sortie on trouve : - Les orifices calibrés - Les modules à masque - Les vannes à niveau aval constant - Les obturateurs variables à flotteur - Les seuils flottants - Les régulateurs à Vortex - Les dispositifs asservis à débit variable ##### Equipements d'entretien et de gestion ###### Dispositifs de nettoyage - Aspersion par rampe, lance d'incendie, jets sous pression. - Chasse automatique (auget basculant). - Raclage du fond #### Entretien des bassins - L'entretien doit être : - Adapté au type d'ouvrage, - Régulier, ce qui implique des interventions toute l'année, - Prévu dès la conception des ouvrages. ### Autres ouvrages spéciaux #### Limiteurs de débit - Lorsqu'une grande précision est nécessaire pour le débit sortant d'un ouvrage #### Répartiteurs de débits - Provoque le déversement du surplus dans une autre canalisation #### Siphons de franchissement - Dans le cas où un débit doit passer sous une route, un ouvrage ou un cours d'eau - Tuyau en forme de « U » - Permet d'éviter de mettre en place un pompage, donc d'économiser de l'énergie et des coûts d'investissement, ou en tout cas de maintenance. - D'utiliser l'énergie cinétique de l'eau #### Chambres de chute - Réduit la pente des collecteurs et donc la vitesse de l'écoulement. #### Lyres - Consiste à subdiviser le collecteur en plusieurs collecteurs de diamètre inférieur #### Clapet anti-retour - Permet d\'empêcher au flux de reprendre le chemin inverse - On les appelle aussi clapets anti-refoulement.