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Projet de traitement des eaux usées – Note de calcul
Renaud Buhl, Jérome Geoffroy et Antoine de Lammerville Page 1 sur 22
www.fb.com/hydraulique.agricole
agronomies.blogspot.com

Sommaire
1. Objectifs de qualité ___________________________________________3
2. Dimensionnement de la filière eau _______________________________3
3. Calcul des débits _____________________________________________3
4. Dimensionnement du dégrilleur _________________________________4
3.1 Calcul de la surface minimale de la grille _______________________________ 4
3.2 Calcul de la largeur de dégrillage Lg ___________________________________ 4
3.3 Conclusion ________________________________________________________ 5
5. Dimensionnement du dégraisseur-désableur _______________________6
4.1 Dimensionnement __________________________________________________ 6
4.2 Traitement biologique des graisses ____________________________________ 6
6. Production de boues biologiques_________________________________8
7. Production de boues physico-chimiques___________________________8
8. Dimensionnement du clarificateur _______________________________9
9. Zone de biosorption __________________________________________11
10. Dimensionnement du bassin d'aération __________________________11
11. Filière de traitement des boues _________________________________14
12. Filière de traitement des boues _________________________________15
12.1 Solution 1 - Stockage ________________________________________________ 15
12.2 Solution 2 - Séchage solaire ___________________________________________ 15
13. Evaluation des concentrations de l'effluent traité __________________16
13.1 Evaluation des MES en sortie ________________________________________ 16
13.2 Evaluation de la DBO5 en sortie_______________________________________ 17
13.3 Evaluation de la DCO en sortie________________________________________ 17
14. DIMENSIONNEMENT DES POSTES DE REFOULEMENT DE
SIERENTZ ET DIETWILLER ____________________________________17
14.1 Conditions générales ________________________________________________ 17
14.2 Pertes de charges ___________________________________________________ 18
14.3 Dimensionnement des postes de refoulement ____________________________ 18
15. Vérification des rendements en temps de pluie_____________________19
15.1 Production de boues en excès _________________________________________ 19
15.2 Evaluation des concentrations de l'effluent traité_________________________ 21

1. Objectifs de qualité
DCO DBO5 MEST N-NH4 NGL Pt NTK
Rendement % 75 90 90 75 70 80 80
Charge polluante (kg/j) 1872 780 963 136,5 42,5 195
Concentration en polluant (mg/l) 342,86 142,86 176,37 25,00 7,78 35,71
Concentration maximale en sortie (mg/l) 85,71 14,29 17,64 6,25 1,56 7,14
Charge en Sortie (kg/j) 468 78 96,3 34,125 8,5 39
Qjts (m3
/j) = 5460m³ / j
2. Dimensionnement de la filière eau
MES 936 Kg / j
DBO5 780 Kg / j
DCO 1872 Kg / j
NTK 195 Kg / j
P 42,5 Kg / j
Qjts 5460 m³ / j
Qmts 227 m³ / h
Qpts 310 m³ / h
Qmax 720 m³ / h
Hypothèse: très faible charge, car les temps de séjours sont de 10 à 12 jours
Cm 0,111 Kg / j
DBO5 à éliminer: 702 Kg / j
3. Calcul des débits
Qpts = Cp * Qeu + Qecp
Cp = 1,5 +
Qeu
5
.
2
Qecp = Qmts – Qeu
Donc Qpts = (1,5 +
Qeu
5
.
2
)* Qeu + Qmts – Qeu
Avec Qmts = 227 m3/h
Qpts = 310 m3/h
Donc Qeu = 135 m3/h
Et Qecp = 92 m3/h

Etant donné que les eaux traitées sont des eaux domestiques, nous avons opté pour la répartition
suivante : - période nocturne 22h-6h soit 8h
- période de pointe 6h-8h 11h-13h et 19h-21h soit 6h
- période diurne = reste de la journée soit 10h
Qdiurne = Qmts = 227 m3/h sur 10 h
Qpointe = 310 m3/h sur 6h
Q nocturne =
 
8
10
6 Qmts
Qpts
Qjts 



= 166 m3/h >> Qecp
4. Dimensionnement du dégrilleur
3.1 Calcul de la surface minimale de la grille
 Qmax = 85 + 115 = 200 l/s
 La vitesse maximale admissible au travers du dégrillage en amont immédiat du dégrilleur sera prise
égale à 1.2 m/s sur le Qmax pour ne pas réduire l’efficacité du dégrilleur
 Espacement entre les barreaux : 15 mm
 Epaisseur des barreaux : 10 mm
 Coefficient de colmatage C = 0.5 (dégrilleur automatique)
C
O
V
Q
S


 max
S = surface mini de la grille en m2
V = vitesse de l’effluent à travers la grille
C = coefficient de colmatage
l = largeur mini de la grille
6
.
0
15
10
15





barreaux
épaisseur
libre
espace
barreaux
entre
libre
espace
O
On trouve donc :
2
55
.
0
36
.
0
2
.
0
5
.
0
6
.
0
2
.
1
2
.
0
m
S 




On aura donc une surface de dégrillage de S = 0.55 m2
3.2 Calcul de la largeur de dégrillage Lg
 Dégrilleur courbe  = 26 ° sin  = 0.44
t

L0

 Vmaxi = 1.2 m/s pour ne pas réduire l’efficacité du dégrilleur
 Vmini = 0.3 m/s pour éviter un dépôt de sable dans le caniveau
On a donc une longueur mouillée Lo :
Formule de Manning-Strickler :
Avec : - K = 75 (on considère que le béton dans le canal est rugueux)
- Rh = rayon hydraulique =
Pm
Sm
(avec Sm = surface mouillée et Pm = périmètre mouillé)
- I = pente du canal
Soit : - Lc = largeur du canal
- t = tirant d’eau dans le canal
On a : Sm = t*Lc
Pm =2t + Lc
On va faire varier Lc et t et I pour obtenir une vitesse comprise entre 0.3 m/s et 1.2 m/s pour les débits
mini et maxi de la station
En utilisant le solveur, on obtient un tirant d’eau de : t = 0.12 m, Lc = 1.5 et I = 0.5%
Pour le type de grille utilisée, on doit avoir :
Largeur commerciale l >
Lo
S
Or Lo =
44
.
0
t
=
44
.
0
12
.
0
= 0.27 m
D’où :
lg > 2 m
3.3 Conclusion
Le canal dans lequel a lieu le dégrillage fin a les dimensions suivantes :
La grille utilisée pour ce dégrilleur courbe a les dimensions suivantes :
Lo =
44
.
0
t
Q = K*Rh
2/3
*I1/3
*S
Largeur du canal Lc = 1.5
longueur du canal lc = 3 m 50 ( valeur arbitraire)
Longueur de la grille Lo = 0.27 m
Largeur de la grille lg = 2 m
Surface minimum de la grille S = 0.55 m2

5. Dimensionnement du dégraisseur-désableur
4.1 Dimensionnement
Conditions à respecter :
- Q moyen de temps sec : Ch = 6 à 10 m3
/m2
.h et Ts = 15 à 20 min
- Q pointe de temps sec : Ch = 10 à 15 m3
/m2
- Q maxi de pluie : Ch = 15 à 30 m3
/m2
- Vitesse minimum à maintenir : 4 m3
/m2
.h (pour éviter de transformer l’ouvrage en décanteur
primaire)
Donc :
Q (en m3
/h) Smini (en m2
) Smaxi (en m2
)
Moyen de temps sec 227.5 22.75 37.9
Pointe de temps sec 310 22.14 31
Max de pluie 720 24 48
Nous retiendrons S = 24 m2
, soit un diamètre de :  = (4*24/)(1/2)
= 5.5 m, ce qui est bien inférieur à 8 mètres.
Volume actif :
Volume actif mini
(en m3
)
Vactif / S Volume actif maxi
(en m3
)
Vactif / S
Moyen de temps sec 57 2.37 76 3.17
Pointe de temps sec 52 2.16 77.5 3.23
Max de pluie 60 2.5 120 5
On doit avoir : 1,25 m < Vactif/S < 2,5 m environ.
On choisit donc un volume actif de 60 m3
.
Dimensionnement de la lame déversante :
déversoir
dev
L
Q
h


564
.
0
2
3
avec h = 10 cm et Qdev = Qmaxi = 720 m3
/h
La lame déversante aura donc une longueur de Ldéversoir = 3.56 m
4.2 Traitement biologique des graisses
Quantité de graisse à traiter :
DCO entrée de station =1872 kg/jour
% de DCO graisses dans un effluent urbain = 35 %
rendement du dégraisseur = 15 %
donc : quantité de DCO graisse à traiter = 1872*0.35*0.15 = 98.3 ~ 100 kg DCO/jour
Volume du réacteur :
charge volumique moyenne d’alimentation, Cv=2.5 kg DCO/m3
.j
Vréacteur = 100/2.5 = 40 m3
Nous retiendrons donc pour le réacteur biologique un volume de 40 m3
en fixant une hauteur d’ouvrage de 5
mètres, on aura une surface de 9 m2
Masse de boues produites par le traitement des graisses :
La concentration des boues dans le réacteur est de 15 g/l. Sachant que le volume du réacteur est de 40 m3
, la
masse de boues dans le réacteur est de 600 kg.

Production de boues issues du traitement des graisses :
PB = 0,3 kg MS/kg de DCO éliminé
Donc : PB = 0,3*100 = 30 kg/j
Apport en O2 : QO2/h
QO2/h = 0,7 kg d’O2/kg DCO admise dans le réacteur
QO2/h = 0,7 * 100 = 70 kg O2/j = 2.92 kg/h
L’aérateur doit donc être suffisamment dimensionné pour permettre ce traitement.
QNm3/h =
He
O
CGT
Rdt
Q h
O


 2
/
2
Avec : Rdt = rendement des diffuseurs à moyennes bulles, nous retenons une valeur de 3,5% par mètre de
colonne d’eau
CGT = Coefficient Global de Transfert, nous prendrons CGT = 0.5, pour un diffuseur à bulles
moyennes.
O2 = 0.3 kg/m3
He = hauteur d’eau dans le bassin, nous prendrons arbitrairement une hauteur de 4.70 m. Les 30 cm dans
le bas du bassin sont occupés par les diffuseurs.
Avec les valeurs données, nous obtenons QNm3/h= 118 Nm3
/h
Nombre de diffuseurs :
1 diffuseur permet d’aérer 7 Nm3
/h
donc on aura : 

7
118
Nb 17 diffuseurs soit 
9
17
1.88 diffuseurs au m2
puissance du surpresseur : P = 5 watts/ Nm3
/mce
avec perte de charge du diffuseur = 0.5 mce
P = 5*118*(5-0.3+0.5) = 3 kW
Production de boues :
Elle est estimée à 0.3 kg MS / Kg DCO traitée
Soit MBbio = 0.3 * 100 = 30 kg MS / jour a une concentration de 15 g/l le volume de boues journalier est de
30/15 = 2 m3
de boues/j
Apport eaux usées :
= volume de boues – volume de graisses admises
Avec volume de graisse admise = DCOgraisse à traiter/[DCOgraisse]
Et [DCOgraisse] = 180 g/l
L’apport en eaux usées est donc de 2 – 100/180 = 1.44 m3
diffuseur
He= 4.70
H=0.30
m

6. Production de boues biologiques
PBBio = Matières minérales + MV non biodégradables + K * DBO5 éliminée + K' * NNH4 nitrifié
% MVS =70 %
Donc Mat min = (1- 70/100)* MES = 280,8Kg / j
MV non biodégradables: 20 à 35 % des MVS (ici, 20 %)
Donc MV non biodégradables = 0.2* 70/100 * MES = 131,04Kg / j
K = 0.83 + 0.2 log Cm = 0,64
On suppose un rendement η de 88% pour DB05 éliminé
K * DBO5 éliminée * η = 439,65 Kg / j
K' = 0.17 Kg MS / Kg NNH4 nitrifié
On suppose un rendement η de 70 % pour NNH4 nitrifié
K' * NNH4 nitrifié = 0.17 * η * NTK = 23,205 Kg / j
Donc Pbbio = 874,70 Kg / j
MS / DBO5 = 1,12 Kg MS / Kg DBO5
Fuite en sortie de MES: 17,6mg / L
On a MES fuite = 17,6*Qjts/1000 = 96,096 Kg / j
Donc boues en excès extraites = 778,60 Kg / j
1,00 Kg MS / Kg DBO5
% MVS Dans la boue bio = 1 - Mat min / BB produites = 64%
7. Production de boues physico-chimiques
P soluble à précipiter = Psol entrée - Passimilé - P soluble rejet
P sol entrée = 36,1Kg / j
P assimilé = 2.5 % des MVS de Bbio = 14,0Kg / j
Rejet imposé de P soluble = 2 mg / L
Donc, P soluble rejet = rejet imposé - P MES sortie
Hypothèse: 4 % de P insoluble
P mes de sortie = 0,704mg / L
P soluble de rejet = 1,296 mg / L
P soluble de rejet = 7,1 Kg / j
P soluble à précipiter = Psol entrée - Passimilé - P soluble rejet = 15,1Kg / j
Rendement de précipitation

Rdt = (P sol entrée - P assimilé - P sol sortie) / (P sol entrée - P assimilé)
Donc, Rdt = 68 %
Donc β = 0.12 * e^(Rdt * 0.034) = 1,21
Fe injecté = (Psol entrée- Passimilé) * 56/31 * beta = 49Kg / j
Estimation fine de la production de boues
Boue = Fe PO4 + Fe(OH)3
Masse de FePO4 = P à précipiter * 151 / 31 = 73Kg / j
Qt de Fe dans FePO4 = (P à précipiter) * 56/31 = 27Kg / j
Qt de Fe dans Fe(OH)3 = Fe injecté - Fe de FePO4 = 21Kg / j
Qt de Fe(OH)3 formé = 41 Kg / j
Boues physico-chimique = 114Kg / j
Réactif FeCl3 = 200 g Fe / L de produit
Volume de réactif nécessaire = Quantité Fe à injecter / 200g = 243L / j
Boues totales = 893Kg / j
% MVS dans les boues totales = 55,8 %
8. Dimensionnement du clarificateur
Q max = 720m³ / h
MES de sortie = 17,6 mg / L
IM de référence = 155,63mL / g
K1 = 0,9
K2 = 1 Produit des Ki = 0,99
K3 = 1,1
Cas le plus défavorable: Produit des Ki = 1,1(K1=K2=K3=1,1)
IM appliqué = 171,19 mL / g
Ch = -1.352 + 12.06/Ln (IM) = 0,99 m³ / m².h
Surface du clarificateur:
S clarif = Qmax / (Ch* 0,8) = 906m²

Volume de clarification :
Temps de séjour hydraulique (TSH) = 1 h 30
V clarif = Q max / TSH = 1080m³
Volume d'épaississement
Temps de séjour (TS) pour Cm = 0.12 kg / j (mn ) : 90mn
Sa = 3,91g /L
Sa * IM = 670< 750 mL / L validation de Sa
Sr = 326 * TS^(π/10)/IM = 8 g / L
% de recirculation = Sa / (Sr - Sa) = 100%
Q recirculation = Qmax = 720 m³ / h
Masse boues clarif = ( Qmax + QRmax) * Sa * TS = 5832kg MS
Concentration Lit de boue = ( 2 * Sr + Sa ) / 3 = 6,52g / L
Volume du lit de boues = Masse boues clarif / C lit de boue = 894m³
Volume total du clarificateur = Volume lit de boues + Volume de clarification = 1974m³
Dimensions du clarificateur
V = 1974m³
S = 906m² Diamètre = 34m
h = V / S = 2,2m h < 3m !
V définitif = 2718,9m³
Débits de recirculation
Taux de recirculation: 100%
QRmts = 227m3/h 2 pompes de 20 m3/h et 1 pompe de 70 m3/h
QRpts = 310m3/h + 1 pompe de secours à débit variable
QRmax = 720m3/h
Surface Clifford
Ch = 90m / h
S Clifford = ( QRmax + Qmax ) / Ch = 16,0m²
Diamètre = 5 m

Volume du dégazeur
Tc = 4 min
V dégaz = ( QR max + Q max ) * Tc / 60 = 96m³
9. Zone de biosorption
Sr = 8 g / L
Ch = 100mg DCO / g de boue
DCO sol = 1/3 * DCO Tot = 624mg / L
QR zone biosorp = ( DCO sol * Qpts )/ ( Ch DCO * Sr ) = 247m³ / h
Temps de contact ( TC ) = 12 min
Volume de zone biosorp = ( QRzb + Qpts ) * TC /60 = 111m³
10.Dimensionnement du bassin d'aération
Volume provisoire du bassin d'aération A vérifier en fonction de la durée de nitrification - conso O2 - dénitrification
T = 12°C
Age des boues = 6.5 * 0.914^(T-20) = 14 jours
MBoues totales système = Age des boues * Boues en excès = 12498 kg
MBoues Clarif = ( Qmts + QR mts ) * Sa * TS = 2666 kg MS
MBoues Réacteur = MB tot syst - MB clarif = 9832 kg MS
Volume tot réacteur = MB Réacteur / Sa = 2512 m³
Volume provisoire du bassin d'aération =Vr - Vzc = 2401 m³
Surface provisoire : 400m²
Bilan azote
Nitrification
N à nitirifier = NTK entrée - N org MES - N ass - N-NH4 rejet
N-NH4 rejet = 6,25mg/L soit 34,125Kg / j
NTK entrée = 35,7mg/L soit 195Kg / j
N org MES =1/3*NTK entrée = 11,9mg/L = 65Kg / j
avec %MVS = 55,8%
N ass = 6.8 % de MVS des boues produites = 6,2mg / L = 33,9Kg / j
N réfractaire = 6 % du NTK entrée = 2,1mg / L = 11,7Kg / j

N nitrifiable = NTKe - Nass - Nréfrac = 27,4mg / L = 149,45Kg / j
N à nitrifier = N nitrifiable - N-NH4 rejet = 21,1mg / L = 115,32Kg / j
Dénitrification
N-NO3 à dénit = N-NO3 prod - N-NO3 rejet
N-NO3 rejet = NGL - (Nmes + N-NH4 rejet + N org sol )
NGL = 12 mg/L soit 65,52Kg / j
Nmes =6.8 % MVS = 0,57mg / L = 3,11kg / j
N-NH4 rejet = 6,25mg/L soit 34,13kg/j
N org sol = 3% NTK entrée = 1,1mg/l = 5,85 kg/j
N-NO3 rejet = 4,1 mg/L soit 22,44kg/j
N-NO3 à dénitrifier = 7,9mg/L soit 43,1kg/j
Temps de nitrification
Durée nitrif = Masse N à nitrifier /(Kn*10^-3 * mMVS bassin aération)
Kn = 1,7mg N-NO3 / g MVS.h
Durée nitrif = 12,95h
Temps de conso d' O2
Nb de cycles d'aération = Durée nitrif / Cycle d'aération = 8 cycles
Cycle d'aération = 1,6h
Conso = 15min / cycle
Durée de conso d'O2 = 5 h
Temps de dénitrification
Kdn = 1,6mg N-NO3 / g MVS.h
Durée denitrif = Masse N-NO3 à dénitrif / (Kdn * 10^-3 * Sa * % MVS * V aération )
= 5,1h
Durée totale = 23,1h durée trop importante : bassin d'aération trop petit
Augmentation du volume du bassin d'aération de 14 % : Vaér = 1.14 * Vprov = 2737m³
Diamètre = 24,09825643m
on arrondit le diamètre à 25m donc, Vtot = 2945m³
Temps total corrigé = 11,6h choix d'effectuer une déphosphatation simultanée : volume sous-dimensionné ?
Calcul du C assimilé = 0.45*MVS + 0.2*DBO5 = 380,0 kg Carbone néc: 70,2 kg

Besoins journalier en oxygène
Charge massique définitive = DBO5 / ( MB réacteur + MB Clarif ) = 0,112kg DBO5 / kg MVS
DJO = a' * DBO5 éliminé + b' * Sv + c' * N nitrifié
Sv = Masse en MVS des boues du système = 6969kg MVS
a' = 0.7272-0.2889*Cm+0.06754*Cm² = 0,70kg d'O2 / kg DBO5 éliminé
b' = 0.023-0.32547*Cm+0.2292*Cm^1.5+0.2239*Cm^0.5 = 0,07kg O2 / kg MVS système
c' = 4,53 kg O2 / kg N-NO3 nitrifié
d' = 2,86 kg O2 restitué / kg N-NO3 dénitrifié
DJO = 1376 kg O2 / j
DO pointe = a' * DBO5* Qpts/Qj + b' * Sv / 24h + c' * N nitrifié * Qpts / Qj = 53kg O2 /h
"Durée aération " doit être supérieure où égale à durée nitrif = 25,92h
Dimensionnement de l'aération
Q Nominal du surpresseur =DO pointe / ( 0.3 kg O2 / Nm3 * CGT * Rdt * Hliq )
CGT = Coef. Global de transfert = 0,5
Rdt = 5,3 %
Hliq = Htot - hauteur diffuseurs = 5,85m
Qn = 1141Nm3/h
Débit de fonctionnement dans les conditions réelles
T = 35 ° C
P = 10,13 mce
Qf = Qn * Pn / Pf *T / Tn = 1288m3/h d'air aux conditions normales
Puissance absorbée du surpresseur
Pression aval surpresseur = Hliq + Pdcs + Pdcl = 7,85 mce
Puissance spécifique absorbée = 5 W / Nm³
Pabs = Pspé abs * Qn * Paval = 44,8 kW
Nombre de
diffuseurs
qspé / diffuseur = 9 Nm3 / diffuseur .h
Nb de paires de diffuseurs = 63paires
Brassage
Puissance spécifique = 5 W / Nm³
P tot = 13,68kW 2 compresseurs de 7 kW chacun

Ventilation du local de surpression
Puissance rayonnée par le surpresseur = 20 % de Pabs = 9,0kW
Chaleur à évacuer = 7706,08 Kcal / h
Masse d'aire à évacuer
Chaleur spécifique = 0,24 Kcal / kg d'air / °C
Température extérieure = 35°C
T max intérieure = 45°C (sans capotage)
Masse d'air à évacuer = Calories à évac / ( 0.24 * Delta T ) = 3210,87 kg
Débit d'air à extraire = Masse d'air à extraire / Masse volumique de l'air
Masse volumique de l'air = 1,11kg / m³ à 45°C
Q air à extraire = 2892,7m³ / h
11. Filière de traitement des boues
Epaississement dynamique
M Boues à extraire = 893 kg /j
M Boues hebdomadaire = 6249kg / semaine
On cherche une largeur de grille et un volume de stockage
Fonctionnement grille = voir dans la suite = 22h/semaines
Masse boues à traiter / h = 284,05 kg /h
Fonctionnement 4 jours par semaine
Débit massique de la machine = 100 kg MS / ml.h
L grille = MB à traiter / Q massique = 2,84m soit environ 3 m
Concentration des boues épaissies = 60g/l
MB traitée par jour = 1562,25 kg / j
V stock = 26,04 m³
Sa = 3,91 g / L
V boues à extraire / j = MB épaissies /j / Sa = 399,12 m³ / j
Volume du filtrat = MB hebdo/(Nb jour de fonct)*[(1/Sa)- (1/C)] = 373 m³ / j
Temps de fonctionnement = Masse boues hebdo*(Nb de jour*Qmass) = 15,62h / j pendant 4 jours
Débit filtrat = 24 m³ / h

12. Filière de traitement des boues
Epaississement dynamique
M Boues à extraire = 831 kg /j
M Boues hebdomadaire = 5817 kg / semaine
On cherche une largeur de grille et un volume de stockage
Fonctionnement grille = voir dans la suite = 22h/semaine
Masse boues à traiter / h = 264,40 kg /h
Fonctionnement 4 jours par semaine
Débit massique de la machine = 100 kg MS / ml.h
L grille = MB à traiter / Q massique = 2,64m soit environ 3 m
Concentration des boues épaissies = 60g/l
12.1 Solution 1 - Stockage
Durée de la pressée = 3 h / pressée
Nb de pressée = 13pressées / semaine
FeCl3 = 10 % M FeCl3 = 83Kg / j
CaCO3 = 30% M CaCo3 = 249 Kg / j
Mboues cond = MB hebdo + MB hebdo * 0.85 * 30% + MB hebdo * 0,66 * 4% = 7684 kg /semaine
Siccité = 35% soit 350g/L
d = 1,18
Masse de gâteau par pressée = 1689 kg
V filtre presse = MB conditionnées / ( Nb de pressées * Siccité * d ) = 1431L
Dimensionnement des bennes de stockage
Durée de stockage = 11mois
k = coefficient de foisonnement = 0,85
MB évacuée / j = 3136,32kg
Volume de bennes = MB j / ( Siccité * d * k * 1000 ) = 3,13m³ / j
Volume de stockage = 1031,89m³ / 11 mois
Avec une hauteur de 2m : S = 516 m²
12.2 Solution 2 - Séchage solaire
Durée de la pressée = 3 h / pressée
Nb de pressée = 9 pressées / semaine
FeCl3 = 4 % soit 33Kg / j
Polymère cationique = 12L / t MS soit 70L

Mboues conditionnées = MB hebdo + MB hebdo * 0.66 * 0.04 = 5970kg /semaine
Siccité = 28% soit 300 g/L
d = 1,1
Masse de gateau / pressée = 2369,19 kg
V filtre presse = MB conditionnées / ( Nb de pressées * Siccité * d ) = 2154L
Dimensionnement des serres:
Masse de boue évacuée par jour = MB conditionnées = 852,91 kg / j
Charge appliquée = 220 Kg MS / m2 / an
Surface des serres = 1415,052219m²
Nombre de serres = 2
Largeur des serres = 7 m
Longueur des serres = 101m arrondi à 110 m
Solution 3 - Compost
Stockage 11 mois
Volume des boues = 1185,9 m³ / 11 mois
soit 2964,7 m³ / 11 mois de compost
Surface des andains = 1976,4 m²
Surface retenue = 2000m²
13. Evaluation des concentrations de l'effluent traité
13.1 Evaluation des MES en sortie
Ch référence = 0,99m3 / m2.h
S clarif = 906m2
[MES] = 30 * ( Charge appliquée / Charge de référence )^(0.7)
On évalue la charge appliquée sur Qmts, Qpts et Qnoct
Charge appliquée = Q / S clarif
10 heures sur Qmts = 227,0m3/h
Ch mts appliquée = 0,25m3/m2.h
[MES]mts = 11,44mg / L soit 26 kg / j
5 heures sur Qpts = 310m2/h
Ch pts appliquée = 0,34m3/m2.h
[MES]pts = 14,23mg / L soit 22 kg / j
9 heures sur Qnoct = 166m3/h
Ch noct appliquée = 0,18mg / L
[MES] noct = 9,19mg / L soit 13,7 kg / j
[MES]sortie = 11,31mg / L
Rendement nominal MES sur effluent brut = 93%

13.2 Evaluation de la DBO5 en sortie
DBO5 sortie = DBO5 (soluble) + DBO5 (MES) + DBO5 dure
Cm appliquée = 0,112kg DBO5 / kg MVS
Rdt DBO5 = (0.5*(1+exp(-Cm)))^(0.5)*100 = 97,32%
DBO5 soluble = DBO5 entrée * ( 1 - Rdt DBO5 ) = 20,9kg / j = 4 mg / L
b' = 0,08
% MVS = 55,8%
[MES] = 11,31mg / L
K = 6
DBO5 mes = b' * % MVS * 1.1 * [MES] * K = 3,33mg / L
DBO5 sortie = 7,16 mg / L
Rendement nominal DBO5 sur effluent brut = 95%
13.3 Evaluation de la DCO en sortie
DCO sortie = DCO soluble réfractaire + DCO (DBO5) + DCO (MVS des MES)
DCO soluble = 4.5 % de DCO tot entrée = 15mg / L
DCO (DBO5) =2.5 * DBO5 sortie = 18mg / L
DCO (MVS des MES) = 1.6 * % MVS * 1.1 * [MES] = 11mg / L
DCO sortie = 44mg / L
Rendement nominal DCO sur effluent brut = 87%
14. DIMENSIONNEMENT DES POSTES DE REFOULEMENT DE
SIERENTZ ET DIETWILLER
14.1 Conditions générales
Q max Dietwiller = 0,085 m3/s
Q max Sierentz = 0,115 m3/s
Q max Station = 0,2 m3/s
Côte canal entrée= 262,5m
K = 2
V désirée = 1,2 m/s
diamètre Chalampé= 300 mm soit le Diamètre retenu des conduites 300 mm avec v = 1,20 m/s
diamètre Bantzenheim = 349 mm soit le Diamètre retenu des conduites 350 mm avec v = 1,20 m/s
diamètre station = 461 conduite existante 450 mm avec v = 1,26 m/s

14.2 Pertes de charges
Dietwiller Sierentz
hauteur géométrique =
terrain naturel = 248 m 248 m
fil d'eau = 242 m 242 m
cote pompe 240,5 240,5
dénivelé par rapport à l'entrée = 22 m 22 m
pertes de charges =
longueur de conduites = 2500 m 500 m
pertes de charges =
linéaires diamètre (mm) pertes de charge diamètre (mm) pertes de charge
300 20,6 m 350 3,3 m
quantité K total quantité K total
singulières entrée 1 0,5 0,036 1 0,5 0,037
sortie 1 1 0,073 1 1 0,074
coudes 90° 5 1,5 0,546 4 1,5 0,442
codes 75° 1 1 0,073 0 1 0
coudes 45° 5 0,5 0,182 0 0,5 0
coudes 22.5° 1 0,17 0,012 0 0,17 0
vannes 1 0,5 0,036 0 0,5 0
clapets anti-retour 0 0,8 0 0 0,8 0
TOTAL (m) 0.959 0,553
TOTAL PERTES DE
CHARGES (m)
21,6 3,9
HAUTEUR
MANOMETRIQUE
TOTALE (m)
43,6 25,9
14.3 Dimensionnement des postes de refoulement
Dietwiller Sierentz
HAUTEUR MANOMETRIQUE
TOTALE (m) 43,6 25,9
PUISSANCE UNITAIRE ( KW) 88,9 39,0
rdt H 0,65 0,65
rdt elec 0,85 0,85
VOLUME UTILE DES BACHES (m3
) 6,375 8,625
n 2 2
f 6 6
largeur coté 2,0 2,0
S (m2
) 4,0 4,0
Cote radier 240 240
TN 248 248
Hen 242,09 242,66
Hdec 240,5 240,5
hauteur utile 1,6 2,2
VOLUME TOTAL DES BACHES (m3) 32,4 32,0
Distance radier pompe (m) 0.5

15. Vérification des rendements en temps de pluie
DCO DBO5 MEST N-NH4 NGL Pt NTK
rendement % 75 90 90 75 70 80 80
Ch polluante (kg/j) 3744 1560 1404 177,1 55,25 253
[C]poll (mg/l) 340,36 141,82 127,64 16,10 5,02 23,00
[C]max sortie (mg/l) 85,09 14,18 12,76 4,03 1,00 4,60
Ch sortie (kg/j) 936 156 140,4 44,275 11,05 50,6
Qts (m3/j) = 11000m³ / j
MES 1404 Kg / j
DBO5 1560 Kg / j
DCO 3744 Kg / j
NTK 253 Kg / j
P 55,25 Kg / j
Qjts 11000 m³ / j
Qmts 460 m³ / h
Qpts 720 m³ / h
Qmax 720 m³ / h
Hypothèse: très faible charge, car les temps de séjours
sont de 10 à 12 jours
Cm 0,111 Kg / j
DBO5 à éliminer: 1404 Kg / j
15.1 Production de boues en excès
Production de boues biologiques:
PBBio = Matières minérales + MV non biodégradables + K * DBO5 éliminée + K' * NNH4 nitrifié
% MVS =70 %
Donc Mat min = (1- 70/100)* MES = 421,2Kg / j
MV non biodégradables: 20 à 35 % des MVS (ici, 20 %)
Donc MV non biodégradables = 0.2* 70/100 * MES = 196,56 Kg / j
K = 0.83 + 0.2 log Cm = 0,64
K * DBO5 éliminée * η = 879,30 Kg / j
K' = 0.17 Kg MS / Kg NNH4 nitrifié
K' * NNH4 nitrifié = 0.17 * η * NTK = 30,107 Kg / j
Donc Pbbio = 1527,17Kg / j

MS / DBO5 = 0,98 Kg MS / Kg DBO5
Fuite en sortie de MES: 17,6 mg / L
On a MES fuite = 25 * Qjts/1000 = 193,6Kg / j
Donc boues en excès extraites = 1333,57 Kg MS / j
0,85Kg MS / Kg DBO5
% MVS Dans la boue bio = 1 - Mat min / BB produites = 68%
Production de boues physico-chimiques
P soluble à précipiter = Psol entrée - Passimilé - P soluble rejet
P sol entrée = 47,0Kg / j
P assimilé = 2.5 % des MVS de Bbio = 26,1 Kg / j
Rejet imposé de P soluble = 2 mg / L
Donc, P soluble rejet = rejet imposé - P MES sortie
Hypothèse: 4 % de P insoluble
P mes de sortie = 0,704mg / L
P soluble de rejet = 1,296mg / L
P soluble de rejet = 14,3 Kg / j
P soluble à précipiter = Psol entrée - Passimilé - P soluble rejet = 6,6Kg / j
Rendement de précipitation
Rdt = (P sol entrée - P assimilé - P sol sortie) / (P sol entrée - P assimilé)
Donc, Rdt = 32%
Donc β = 0.12 * e^(Rdt * 0.034) = 0,35
Fe injecté = (Psol entrée- Passimilé) * 56/31 * beta = 13Kg / j
Estimation fine de la production de boues
Boue = Fe PO4 + Fe(OH)3
Masse de FePO4 = P à précipiter * 151 / 31 = 32Kg / j
Qt de Fe dans FePO4 = (P à précipiter) * 56/31 = 12Kg / j
Qt de Fe dans Fe(OH)3 = Fe injecté - Fe de FePO4 = 1 Kg / j
Qt de Fe(OH)3 formé = 3 Kg / j
Boues physico-chimique = 35Kg / j

Réactif FeCl3 = 200 g Fe / L de produit
Volume de réactif nécessaire = Qtité Fe à injecter / 200g = 66L / j
Boues totales = 1368Kg / j
% MVS dans les boues totales = 66,7%
15.2 Evaluation des concentrations de l'effluent traité
Evaluation des MES en sortie
Ch référence = 0,99 m3 / m2.h
S clarif = 906 m2
[MES] = 30 * ( Charge appliquée / Charge de référence )^(0.7)
On évalue la charge appliquée sur Qmts, Qpts et Qnoct
Charge appliquée = Q / S clarif
10 heures sur Qmts = 460,0m3/h
Ch mts appliquée = 0,51m3/m2.h
[MES]mts = 18,80mg / L soit 86 kg / j
5 heures sur Qpts = 720m2/h
Ch pts appliquée = 0,79m3/m2.h
[MES]pts = 25,72mg / L soit 93 kg / j
9 heures sur Qnoct = 460m3/h
Ch noct appliquée = 0,51mg / L
[MES] noct = 18,80mg / L soit 77,8 kg / j
[MES]sortie = 23,35mg / L
Rendement nominal MES sur effluent brut = 82%
Evaluation de la DBO5 en sortie
DBO5 sortie = DBO5 (soluble) + DBO5 (MES) + DBO5 dure
Cm appliquée = 0,112kg DBO5 / kg MVS
Rdt DBO5 = (0.5*(1+exp(-Cm)))^(0.5)*100 = 97,32%
DBO5 soluble = DBO5 entrée * ( 1 - Rdt DBO5 ) = 41,9 kg / j = 4 mg / L
b' = 0,08
% MVS = 66,7%
[MES] = 23,35 mg / L
K = 6

DBO5 mes = b' * % MVS * 1.1 * [MES] * K = 8,22mg / L
DBO5 sortie = 12,03mg / L
Rendement nominal DBO5 sur effluent brut = 92%
Evaluation de la DCO en sortie
DCO sortie = DCO soluble réfractaire + DCO (DBO5) + DCO (MVS des MES)
DCO soluble = 4.5 % de DCO tot entrée = 15mg / L
DCO (DBO5) =2.5 * DBO5 sortie = 30mg / L
DCO (MVS des MES) = 1.6 * % MVS * 1.1 * [MES] = 27mg / L
DCO sortie = 73mg / L
Rendement nominal DCO sur effluent brut = 79%

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