(Microsoft PowerPoint - S\351minaire EFE_11 dec 2008_SOLIA)
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Séminaire <strong>EFE</strong> – Boues et Stations d’Epuration<br />
10-12 décembre <strong>2008</strong><br />
Le séchage solaire des boues<br />
Jérôme PANNEJON<br />
Direction Technique Veolia Eau
Sommaire<br />
Principes généraux du séchage solaire<br />
Présentation du procédé Solia ®<br />
Caractéristiques de la serre et équipements associés<br />
Conduite du procédé<br />
Dimensionnement d’une serre Solia<br />
Performances<br />
Références
Principes généraux du<br />
séchage solaire
Le marché des boues<br />
Les filières d’évacuation :<br />
• Valorisation agricole<br />
• Valorisation énergétique<br />
• Enfouissement en centre de stockage<br />
• Compostage<br />
Données européennes (2004)<br />
21%<br />
6%<br />
20%<br />
CSDU<br />
Agriculture<br />
Compostage<br />
Thermique<br />
7%<br />
46%<br />
Autre
Le séchage des boues<br />
Pourquoi sécher ?<br />
• Réduire le volume des boues<br />
• Réduire les coûts d’évacuation<br />
• Faciliter le stockage, la manutention<br />
• Stabiliser la boue<br />
• Hygiéniser<br />
• Ouvrir la voie à des réponses multiples<br />
<br />
Les différents mode de séchage<br />
• Séchage thermique (température › 80°C)<br />
• Séchage solaire
Principe du séchage solaire<br />
Phénomènes mis en jeu<br />
• Séchage radiatif (rayonnement absorbé par la boue)<br />
• Séchage convectif (entrainement de la vapeur d’eau libérée<br />
par la boue chauffée par l’effet de serre)
Le positionnement dans une filière<br />
<br />
<br />
<br />
Le séchage solaire est<br />
un des procédés de<br />
traitement de boue<br />
Ce n’est pas une fin en<br />
soi, mais une étape<br />
vers la valorisation des<br />
boues<br />
Le séchage s’intègre à<br />
toutes les voies<br />
d’élimination de boue<br />
Solution multi-filière<br />
Les boues sont<br />
disponibles durant les<br />
périodes d’épandage<br />
Les boues peuvent être<br />
incinérées (PCI: 2200<br />
Kcal/kg de boues à 65%<br />
de siccité)
Avantages du séchage solaire<br />
Avantages traditionnels du séchage : réduction de masse ,<br />
stabilisation des boues, facilité de stockage et de transport, concept<br />
multi-filières<br />
Source d’énergie externe « gratuite »<br />
• séchage thermique 1000 kWh /TEE (combustible + électricité)<br />
• séchage solaire 100 kWh/ TEE (électricité ventilation)<br />
Absence de problématique ATEX<br />
Répond au souci développement durable actuel, bonne acceptation<br />
de la serre horticole<br />
Fonction stockage des boues intégrée (1 déstockage /an)<br />
Simplicité, maintenance limitée
Limites du séchage solaire<br />
Mais :<br />
<br />
Procédé extensif (adapté aux STEP < 50 000 EH)<br />
<br />
Le dimensionnement de la serre est fonction du climat<br />
<br />
Génère des odeurs (comme les autres sécheurs…)
Présentation du procédé Solia ®
Solia ® , le principe de fonctionnement<br />
<br />
Veolia Eau a optimisé l’efficacité du séchage sous serre en<br />
favorisant deux processus naturels :<br />
Le séchage à l’air par<br />
séchage physique : radiatif<br />
+ convectif<br />
Le bio-séchage apparaît dans<br />
la période hiver/printemps<br />
Un séchage biologique complémentaire qui consiste<br />
en une oxydation continue de la matière organique en<br />
milieu aérobie. Les réactions sont exothermiques, ce<br />
qui permet d’améliorer l’hygiénisation du produit et les<br />
performances de séchage l’hiver, et de réduire la<br />
quantité finale de MS<br />
L’énergie interne gratuite<br />
dégagée permet un maintien élevé<br />
de la T° dans la serre évitant<br />
les problèmes de gel<br />
Les boues fraîches sont mélangées<br />
à une partie des boues séchées<br />
évitant de former des fines
Les spécificités du procédé Solia ®<br />
<br />
Etalement des boues sous forme d’andains triangulaires<br />
• + 30 % de surface d’échange par rapport à un procédé classique<br />
Surface d’échange<br />
Séchage en andain<br />
Séchage en couche mince<br />
<br />
Hauteur d’andain jusqu’à 1 m<br />
Séchage réduit en hiver : Solia ®<br />
répond à la notion de stockage<br />
intelligent d’une durée de 12 mois
Les spécificités du procédé Solia ®<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Apport régulier de boues fraîches et retournement des<br />
andains de manière homogène sur toute la longueur de<br />
serre<br />
Mise à profit de l’exothermicité liée à la dégradation aérobie<br />
de la Matière Organique<br />
• accélère le séchage<br />
• améliore l’hygiénisation<br />
Automatisation du procédé : retourneur Soliamix® filoguidé<br />
Traçabilité : gestion par lot possible avec programmation du<br />
parcours d’épandage
Quel type de boues ?<br />
Nature des boues variées :<br />
• Boues résiduaires urbaines (boues activées, digérées,<br />
primaires)<br />
• Boues minérales (eau potable) : terres de décantation<br />
• Boues industrielles : déchets agro-alimentaires<br />
<br />
Siccité minimale > 15 % MS<br />
• Tenue mécanique en andain<br />
• Surface de serre raisonnable
La serre<br />
Couverture et paroi en<br />
verre horticole ou<br />
polycarbonate<br />
Aspect visuel positif<br />
Bonne stabilité thermique<br />
Résistance au vent<br />
Résistance au vieillissement<br />
Structure métallique en<br />
acier galvanisé à chaud<br />
Conforme aux normes de<br />
construction bâtiment<br />
NV65/67 révisée 95 CM et<br />
application CM66<br />
Garantie décennale<br />
Dalle en béton armé<br />
entourée d’un muret en<br />
béton de 1 m de hauteur<br />
2 longueurs de 4ml à chaque extrémité de la serre : zone de<br />
retournement ou zone de parking pour maintenance
Ventilation de la serre<br />
<br />
<br />
Ventilation d’extraction<br />
• Extraction de l’air chargé d’humidité hors de la serre<br />
Ventilation de déstratification<br />
• Homogénéisation de l’air intérieur<br />
• Limite les gradients de température et d’humidité
Gestion de l’extraction d’air<br />
<br />
<br />
Un ensemble de capteurs relié à un automate contrôle<br />
le fonctionnement de la ventilation afin de limiter la<br />
consommation électrique<br />
• Températures intérieures et extérieures<br />
• Humidité intérieures et extérieures<br />
• Rayonnement solaire<br />
Sondes NH 3 et H 2 S dans la serre pour la sécurité de<br />
l’exploitant
Soliamix ® , le retourneur automatisé d’OTV<br />
Un procédé<br />
robuste<br />
-Acier INOX<br />
-Facilité de<br />
maintenance peu<br />
de pièces d’usure<br />
-Un tapis trémie à<br />
vitesse variable<br />
pour un<br />
déchargement<br />
régulé<br />
-Capteurs à ultra<br />
son embarqués<br />
anti-collision<br />
-Peson<br />
électronique<br />
-Epandage &<br />
retournement<br />
d’un andain en<br />
20mn<br />
-Programmation<br />
possible de<br />
retournement<br />
hors des cycles<br />
de remplissage<br />
Guidage<br />
automatique par<br />
filoguidage<br />
Stockage par andains de forme triangulaire<br />
Alimentation électrique par guirlande<br />
aérienne suspendue sous faîtage et<br />
armoire électrique IP55<br />
Chenilles de motricité en<br />
chaine d’acier très résistant<br />
Trémie embarquée de<br />
capacité 1m3<br />
Tapis trémie à vitesse<br />
variable<br />
rotor de mélange en acier<br />
trempé de type soc de<br />
charrue équipé de<br />
couteaux interchangeables
Alimentation automatisée des boues<br />
Convoyeur à bandes<br />
Pompe gaveuse<br />
Vis sans fin
Epandage et retournement des boues<br />
<br />
Une fois la trémie remplie, Soliamix ® étale les boues<br />
déshydratées sous forme d’andain. Ces andains sont<br />
retournés périodiquement pour renouveler la surface<br />
d’échange et les aérer
Supervision de contrôle<br />
<br />
Etat de la serre piloté par un automate et reporté en<br />
temps réel sur la supervision
Vidange de la serre en fin de cycle<br />
Chargeur<br />
Chargeur<br />
Benne placée dans la<br />
serre
Traitement des odeurs<br />
<br />
Les odeurs (quelque soit le procédé de séchage)<br />
• NH3 : hiver 10 mg/m 3 ; été 100 mg/m 3<br />
• H2S : quasi absence de composés soufrés en aérobiose<br />
• Certains cas COV (quelques ppm)<br />
Plusieurs possibilités de traitement :<br />
• Alizair® : percolation de l’air sur biofiltre arrosé pour piéger NH3<br />
• Aquilair® (lavage chimique) : meilleures garanties de traitement<br />
Traitement de l’air par pulvérisation d’eau<br />
(Alizair ® )<br />
Transfert de l’air vicié de la serre
Le dimensionnement d’une unité Solia ®<br />
<br />
<br />
Le procédé Solia ® n’est pas réservé exclusivement aux<br />
zones chaudes<br />
La surface est calculée en fonction de l’ensoleillement<br />
du site<br />
Pour schématiser :<br />
800 à 1200 kg d’eau<br />
évaporée par m2 par an
Simulation d’un cycle de séchage<br />
Données entrée :<br />
• Siccité initiale boue<br />
déshydratées et siccité finale<br />
désirée<br />
• Variation saisonnière de la<br />
charge en boue<br />
• Données climatologiques<br />
décadaires: température,<br />
hygrométrie, rayonnement<br />
solaire<br />
Résultats :<br />
• Surface totale de la serre<br />
• Evolution du cycle de séchage<br />
Rayonnement solaire global (J/cm2)<br />
80000<br />
1,20<br />
70000<br />
1,00<br />
60000<br />
0,80<br />
50000<br />
40000<br />
0,60<br />
30000<br />
0,40<br />
20000<br />
0,20<br />
10000<br />
0<br />
0,00<br />
1 6 <strong>11</strong> 16 21 26 31 36<br />
Décade<br />
rayonnement solaire<br />
hauteur andains<br />
siccité andains<br />
Siccité- Hauteur des andains (m)
Performances du procédé Solia ®<br />
<br />
Siccité finale > 75 % MS<br />
Densité apparente = 0,7 – 0,8<br />
Réduction du volume par 4<br />
<br />
<br />
Réduction et stabilisation de la matière organique<br />
• jusqu’à 40% MV dégradée<br />
• jusqu’à -20% de Matière Sèche en fin de cycle<br />
Hygiénisation<br />
• répond aux critères de la future Directive Européenne
Références Solia ®<br />
Serres en fonctionnement<br />
(8 références)<br />
Serres en construction<br />
(<strong>11</strong> en cours de réalisation)
Saint-Paul-Trois-Châteaux<br />
Capacité : 13 000 EH<br />
Surface : 1 000 m2<br />
Mise en service : 2005<br />
Soliamix ® filoguidé<br />
Boues activées<br />
Désodorisation Alizair ®
Le Véron<br />
Capacité : 17 000 EH<br />
Surface serre : 1 300 m 2<br />
Mise en service : 2005<br />
Soliamix ® non-filoguidé<br />
Boues activées<br />
Désodorisation Alizair ®
Châteaulin<br />
Capacité : 25 000 EH<br />
Surface serre : 2 100 m2<br />
Mise en service : 2006<br />
Soliamix ® filoguidé<br />
Boues activées<br />
Pas de désodorisation
Fonsorbes<br />
Capacité : 9 000 EH<br />
Surface : 900 m 2<br />
Mise en service : 2006<br />
Soliamix ® filoguidé<br />
Boues activées<br />
Désodorisation Alizair ®
Le Marillet (eau potable)<br />
<br />
Capacité : 400 T MH/an<br />
Surface : 600 m 2<br />
Mise en service : 2007<br />
<br />
<br />
<br />
Soliamix ® non filoguidé<br />
Terres de décantation<br />
(eau potable)<br />
Pas de désodorisation
Pechbonnieu<br />
Capacité : 6 500 EH<br />
Surface : 650 m 2<br />
Mise en service : <strong>2008</strong><br />
Soliamix ® filoguidé<br />
Boues activées<br />
Désodorisation Alizair ®
Conclusion<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Solia ® , un procédé de séchage naturel en<br />
andains, avec possibilité de gestion par lots et<br />
traçabilité<br />
Un séchage automatisé en toute sécurité et<br />
adapté aux petites et moyennes STEP<br />
Des risques odeurs inhérents à la nature de la<br />
boue et non aux choix technologiques<br />
Solia ® , un traitement écologique des boues qui<br />
répond au concept multi-filière
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