Résumés
Résumé
La technique d'épuration des eaux usées par chenal algal à haut rendement se distingue du lagunage traditionnel par un temps de séjour plus court, une faible profondeur, et une agitation mécanique constante. Cette agitation peut se faire soit par un jet d’eau, une roue à aube, ou encore un diffuseur d’air (air lift).
Une comparaison du comportement hydrodynamique entre deux systèmes d’agitation les plus souvent utilisés pour des installations de traitement des eaux usées de type chenal algal à haut rendement (diffuseur d’air et roue à aube) est proposée. La puissance énergétique consommée par ces deux systèmes d’agitation est comparée par rapport à des vitesses de circulation de l’effluent usuellement rencontrées dans ce type de filière de traitement des eaux usées. Les performances épuratoires relatives des deux systèmes sont aussi analysées.
Les résultats obtenus ont montré qu’en matière de consommation énergétique, le diffuseur d’air semble trois à cinq fois plus économique que la roue à aube. Cet avantage est confirmé aussi sur le plan des performances épuratoires puisqu’on a observé une meilleure élimination de l’azote total (NTK) et du phosphore en utilisant le système de diffusion d’air.
Les résultats de ce travail montrent qu’un bon fonctionnement du chenal algal peut être obtenu en utilisant le diffuseur d’air comme système d’agitation.
Mots-clés :
- chenal algal à haut rendement,
- diffuseur d’air (air lift),
- roue à aube,
- hydrodynamique,
- efficacité épuratoire
Abstract
The purification technique of wastewater by High Rate Algal Ponds (HRAP) is distinguished from the traditional lagoon by a shorter residence time, a shallow depth and constant mechanical agitation. This agitation can be done by a water jet, a paddle wheel, or an air lift. A comparison of the hydrodynamic behaviour of the two agitation systems most often used for wastewater treatment systems similar to High Rate Algal Ponds (air lift and paddle wheel) was undertaken. Power energy consumed by these two agitation systems is compared for typical effluent circulation rates usually encountered in this type of wastewater treatment process. The purification performances for both agitation systems are also analyzed.
The results showed that energy consumption using the air lift is about 3 to 5 times less costly than the paddle wheel. This advantage is also confirmed in terms of treatment efficiency since better removal of nitrogen and phosphorus using the air lift system is observed. This study shows that good functioning of the High Rate Algal Ponds can be obtained using the air lift as the agitation system.
Keywords:
- high rate algal ponds,
- agitation,
- air lift,
- paddle wheel,
- hydrodynamics,
- purification efficiency
Parties annexes
Références bibliographiques
- AFNOR (1997). Recueil de normes françaises : eau, méthodes d'essai. 2e édition, Paris, 621 p.10.1016/0043-1354(92)90063-A Google Scholar Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar
- BONTOUX J. (1983). Introduction à l’étude des eaux douces. Eaux usées. Eaux de boissons. Technique et Documentation, Lavoisier, Paris, 64 p.Google Scholar Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar
- CHEN P., Q. ZHOU, J. PAING, H. LE et B. PICOT (2003). Nutrient removal by the integrated use of high rate algal ponds land macrophyte systems in China. Water. Sci. Technol., Vol. 48, 251-257.Google Scholar Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar
- EDELINE F. (1998). L’épuration physico-chimique des eaux, théorie et technologie. 4e édition, CEBEDOC (éditeur), Liège, Belgique, 287 p.10.2166/wst.2003.0128 Google Scholar Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar
- EL HAFIANE F., A. RAMI et B. EL HAMOURI (2003). Mécanismes d’élimination de l’azote et de phosphore dans un chenal à haut rendement. Rev. Sci. Eau, 16, 157-172.Google Scholar Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar
- EL HALOUANI H., B. PICOT, C. CASELLAS, G. PENA et J. BONTOUX (1993). Élimination de l’azote et de phosphore dans un lagunage à haut rendement. Rev. Sci. Eau, 6, 47-61.
10.7202/705502ar
Google Scholar
Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar
- EL HAMOURI B., A. RAMI et J.L. VASEL (2003). The reasons behind the performance superiority of high rate algal pond over three facultative ponds in series. Water. Sci. Technol., 48, 269-276.10.7202/705165ar
Google Scholar
Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar
- EL OUARGHI H., B.E. BOUMANSOUR, O. DUFAYT, B. EL HAMOURI et J.L. VASEL (2000). Hydrodynamic and oxygen balance in high rate algal pond. Water. Sci. Technol., 42, 349-356.10.2166/wst.2003.0130 Google Scholar Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar
- EL OUARGHI H., E. PRAET, H. JUPSIN et J.L. VASEL (2003). Comparison of oxygen and carbon dioxide balances in HRAP (high rate algal pond). Water. Sci. Technol., 48, 277-281.10.2166/wst.2000.0678 Google Scholar Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar
- MIHALYFALVY, E., H.T JOHNSTON, M.R. GARRETT, H.J. FALLOWFIELD et N.J CROMAR (1998). Improved mixing of high rate algal Pponds. Water. Res., 32, 1334-1337.10.2166/wst.2003.0131 Google Scholar Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar
- MOUTIN T., J.Y. GAL, H. EL HALOUANI, B. PICOT et J. BONTOUX (1992). Decrease of phosphate concentration in a high rate pond by precipitation of calcium phosphate: theoretical and experimental results. Water. Res., 26, 1445-1550.10.1016/0043-1354(92)90063-A Google Scholar Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar
- NACIR S., N. OUAZZANI, J.L. VASEL, H. JUPSIN et L. MANDI (2010). Traitement des eaux usées domestiques par un chenal algal à haut rendement (CAHR) agité par air lift sous climat semi-aride. Rev. Sci. Eau, 23, 57-72.10.7202/038925ar
Google Scholar
Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar
- OSWALD W.J. (1977). A syllabus on waste pond fundamentals. BEHS 259. Biomedical and Environmental Health Sciences School of Public Health, Univ. of Berkeley, USA, 112 p.Google Scholar Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar
- PICOT B., H. EL HALOUANI, C. CASELLAS, S. MOERSIDIK et J. BONTOUX (1991). Nutrient removal by high rate pond system in a Mediterranean climate (France). Water. Sci. Technol., 23, 1535-1541.10.2166/wst.1991.0607 Google Scholar Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar
- RICHMOND A. et E.W. BECKER (1986). Technological aspects of mass cultivation – a general outline. Dans : Handbook of Microalgal Mass Culture. Richmond A. (Éditeur), CRC Press Inc., Boca Raton, Fla., pp. 245-263.Google Scholar Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar
- VILLERMAUX J. (1995). Génie de la réaction chimique. Conception et fonctionnement des réacteurs. 2e édition Tec & Doc, Lavoisier (Éditeur), Paris, France, pp. 65-72.Google Scholar Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar
- ZOUHIR F. (2004). Modélisation d’une filière de traitement des eaux usées – Chenal algal à haut rendement. DEA en sciences de l’environnement, Université de Liège, faculté des sciences, département des sciences et gestion de l’environnement, Campus d’Arlon, Belgique, 38 p.Google Scholar Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar
- ZOUHIR F. (2008). Modélisation d’une filière de traitement des eaux usées – Chenal algal à haut rendement. Thèse de Doctorat, Univ. Liège, Belgique, 130 p.Google Scholar Rechercher cette référence bibliographique sur Google Scholar