Efficacité énergétique dans les installations pour l'élimination des micropolluants

Des procédés à base d’ozone (oxydation des MP) ou de charbon actif (adsorption des MP) sont proposés pour l’élimination des composés traces organiques (ou micropolluants, MP) dans les eaux usées communales. Tous ces procédés causent une augmentation de la consommation d’énergie primaire: pour l’ozonation, l’énergie supplémentaire est principalement consommée sous forme d’électricité au niveau de la station d’épuration, tandis que, pour les procédés à base de charbon actif, c’est la production de ce charbon qui accroît la dépense énergétique primaire. Il existe un important potentiel d’amélioration de l’efficacité énergétique de ces procédés grâce à des mesures systématiques lors de la planification et de l’exploitation. Ces mesures permettent de réduire la consommation supplémentaire d’énergie en conséquence. Cet article présente un aperçu des mesures possibles. En principe, les dépenses supplémentaires générées par le traitement des MP doivent être compensées par une optimisation énergétique dans tous les domaines de la STEP, soit par des mesures d’amélioration de l’efficacité énergétique, soit par une augmentation de la production interne d’électricité à partir de biogaz ou d’énergie solaire.

Etude de cas  - ozonisation

L'ARA Neugut de Dübendorf est la première STEP en Suisse à utiliser l'ozonisation à grande échelle pour éliminer les micropolluants des eaux usées municipales. Afin d'assurer un fonctionnement stable et optimisé, une nouvelle stratégie d'exploitation a été développée et mise en œuvre avec succès, qui comprend à la fois les éléments d'un système de contrôle et d'un système de régulation. Cette stratégie dite BEAR est basée sur la mesure de l'absorbance ΔUV, mais comprend également un algorithme spécial. La concentration d'ozone cible est donc calculée à l'aide de différents modules logiques en fonction de la composition des eaux usées. L'objectif est de régler la valeur ΔUV et de la maintenir aussi stable que possible en dosant l'ozone au besoin. Cette stratégie de contrôle a fait ses preuves à grande échelle sur le plan technique. Avec la stratégie BEAR, une valeur ΔUV stable avec une bande passante étroite de ±2% peut être fixée à ARA Neugut [1].
Parallèlement à la stratégie BEAR, le concept d'exploitation LOD (Low Ozone Dosage) a également été développé et introduit. Ce concept de fonctionnement est basé sur l'utilisation variable des deux chambres d'ozone ainsi que des conduites d'alimentation individuelles dans ces chambres. Avec ce concept, l'apport d'ozone pourrait être réduit de 15 à 20 % tout en maintenant la performance de nettoyage requise de 80 % [1].
Au total, l'ARA Neugut élimine de manière fiable les micropolluants avec une performance de nettoyage de 82 ± 2% [1]. Les optimisations opérationnelles décrites ci-dessus ont permis de réduire considérablement la dose d'ozone nécessaire pour atteindre l'objectif de nettoyage en seulement deux ans. Cela améliore aussi directement l'efficacité énergétique du procédé.