Nitrogen removal from wet oxidation (Development of high rate aerobic granular process for nitrogen removal from wet oxidation effluent)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 427.23.12
• Projekttitel Englisch: Nitrogen removal from wet oxidation (Development of high rate aerobic granular process for nitrogen removal from wet oxidation effluent)

Schlüsselwörter (Französisch)

oxydation par voie humide,effluent, wet oxidation, concentration, ammonium, mécanisme de granulation, traitements de boues, épuration, microorganismes

Kurzbeschreibung (Französisch)

Après le traitement  des eaux résiduelles dans les stations d'épuration avec le processus d’oxydation par voie humide (wet oxidation / WO), les composants organiques non biodégradables dans l’effluent sont éliminés.
Le processus WO est donc une méthode éprouvée pour améliorer la digestion anaérobe et est considéré comme une alternative efficace à l’incinération ou la mise en décharge des boues.
L’effluent, après traitement WO, contient toutefois encore une grande concentration d’ ammonium (jusqu’à 8g NH4-N /L) et inhibe ainsi la production de méthane dans l’étape de méthanisation qui suit habituellement.
Après des années de tests en laboratoire et en installation pilote, un mécanisme de granulation a été développé, qui a abouti à un nouveau processus pour éliminer l’ammonium de l’effluent qui sort de la WO.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Französisch)

1. Les microorganismes sélectionnés et isolés sont préparés sous forme granulaire.(jalon 1)

2. La biomasse granulaire est adaptée pour des effluents de WO pour des tests en laboratoire.

3. Les paramètres opérationnels et le processus sont déterminés notamment l’utilisation des granulés dans le système. (jalon 2)

4. La stabilité du processus sous conditions normales et sous charge de choc est déterminée et confirmée, les documents techniques sont élaborés.

5. Les analyses des coûts et bénéfices sont faites. (jalon 3)

6. Rédaction d’un rapport final présentant les résultats des points 1 à 5.

7. Eléments de textes et illustrations ou photos pour l’impression d’un fact-sheet à l’adresse du public.

8. Présentation des résultats lors d’un colloque scientifique à l’OFEV (avec présentation Power-point).

Projektziele (Französisch)

Ce projet a comme objectif de consolider le développement à l’échelle industrielle d’un nouveau processus biologique de traitements de boues d'épuration en introduisant une étape de granulation par voie microbiologique que permet d’éliminer la grande majorité de l’ammonium (jusqu’à  8g NH4-N /L) d'une manière efficace et économique après un traitement WO existant.

Beschreibung der Resultate (Französisch)

L’oxydation par voie humide (Wet Oxidation / WOx) est une alternative reconnue et efficace à l’incinération des boues provenant des stations d’épuration. Au cours de traitement WOx, les composants organiques non biodégradables sont détruits. L’effluent traité contient toutefois une concentration importante d’ammonium (jusqu’à 8g NH4-N /L). L’ammonium doit être éliminé avant de décharger l’effluent dans la STEP, mais les procédés classiques biologiques ne peuvent pas être utilisés en raison de cette très haute concentration et la présence de composants inhibiteurs dans l’effluent WOx. En outre, les procédés physico-chimiques sont trop chers pour cette application.

Après des années de tests en laboratoire et en installation pilote, des microorganismes formant des agrégats supportant une concentration élevée en ammonium et en DCO ont été sélectionnés et un procédé biologique a été développé.

Dans une première étape, plusieurs types de microorganismes ont été présélectionnés et caractérisés, selon leur potentiel d’élimination d’azote d’un côté et leur potentiel de formation des agrégats granulaires de l’autre. Les biomasses présélectionnées ont ensuite été adaptées pour les effluents WOx. Il a été montré que cette biomasse est adaptée à l’élimination de l’ammonium mais perd sa capacité d’agrégation. Un procédé du type MBR alternatif utilisant cette biomasse activée a donc été développé. 

Les parametres operationnels du procede ont ete determines et Ia stabilite du processus sous conditions  normales et sous charge de choc a ete confirmee en conditions industrielles, a l'echelle pilote.

L'analyse economique ainsi que Ia documentation d'ingenierie pour l'application industrielle ont ete realisees.

Umsetzung und Anwendungen (Französisch)

Les tests pilote ont fourni toute l'information necessaire a Ia preparation de Ia documentation d'ingenierie de base pour l'unite industrielle de traitement biologique de l'ammonium, qui sera implemente a Ia station d'epuration municipale a Rovereto en ltalie. La nouvelle unite remplacera l'unite existante de stripping et traitera l'effluent provenant du WOx, contenant jusqu'a 8g NH4-N/L et melange au percolät de Ia decharge municipale. La capacite nominale de traitement est de 35 kg-N/h, et l'efficacite d'elimination de l'azote total sera d'au moins 96%. L'analyse economique demontre que l'investissement necessaire a Ia realisation de l'unite sera amorti en moins de 3 ans de fonctionnement.

Weiteres Vorgehen (Französisch)

Le procede peut etre implante pour traiter pratiquement tout type d'effluent provenant du WOx traitant les boues de stations d'epuration biologique. L'integration d'un traitement d'azote dans le package de realisation des installations WOx est un atout important pour tous les futurs projets de Granit Technologies  SA, en Suisse et a l'etranger. En 2016, 3 nouveaux projets WOx seront developpes avec ce traitement de l'ammonium.

Publikationen / Ergebnisse (Französisch)

1. Redaction des rapports intermediaires et d'un rapport final presentant les resultats en fonction des specifications initiales du projet.

 

2. Presentation des resultats lors d'un colloque scientifique a I'OFEV (avec presentation Power-point)