Nitrite production during wastewater denitrification by biofiltration - a control strategy towards the decrease of residual concentrations
La production de nitrites lors de la dénitrification des eaux usées par biofiltration - Stratégie de contrôle et de réduction des concentrations résiduelles
Résumé
The recent popularity of post-denitrification processes in the greater Paris area wastewater treatmentplants has caused a resurgence of the presence of nitrite in the Seine River. Controlling the productionof nitrite during the post-denitrification process has thus become a major technical issue. Researchstudies have been led in the MOCOPEE program (www.mocopee.com) to better understand theunderlying mechanisms behind the production of nitrite during wastewater denitrification and todevelop technical tools (measurement and control solutions) to assist on-site reductions of nitriteproduction. Prior studies have shown that typical methanol dosage strategies produce a varyingcarbon-to-nitrogen ratio in the reactor, which in turn leads to unstable nitrite concentrations in theeffluent. The possibility of adding a model-free control to the actual classical dosage strategy has thusbeen tested on the SimBio model, which simulates the behavior of wastewater biofilters. Thecorresponding “intelligent” feedback loop, which is using effluent nitrite concentrations, compensatesthe classical strategy only when needed. Simulation results show a clear improvement in averagenitrite concentration level and level stability in the effluent, without a notable overcost in methanol.
Le développement des unités de post-dénitrification dans les stations d'épuration de l'agglomération parisienne a fait ré-émerger la problématique du nitrite dans les eaux de Seine en aval de Paris. Le contrôle de l'apparition des nitrites au cours de l'étape de post-dénitrification est donc devenu un enjeu technique majeur. Des études visant à mieux appréhender les mécanismes d'apparition du nitrite lors de la dénitrification des eaux usées et à étudier des évolutions techniques (métrologie et boucles de contrôle-commande des procédés) à mettre en oeuvre sur les usines pour contrôler et limiter sa production ont été engagées dans le cadre du programme MOCOPEE (www.mocopee.com). De précédents travaux ont montré que les modes usuels d'injection du méthanol ne permettent pas de s'assurer de la stabilité du rapport C/N dans le réacteur biologique et conduisent à une production erratique et incontrôlée de nitrites. La possibilité d'ajouter une « commande sans modèle » à la commande classique a donc été testée à l'aide du modèle mathématique SimBio, modèle permettant de simuler le fonctionnement des unités de biofiltration. La commande sans modèle placée « en fin de traitement » et basée sur la concentration en nitrites mesurée en sortie de procédé, se greffe à la méthode de contrôle classique en y apportant des corrections seulement au besoin. Les résultats des simulations montrent qu'une régulation des injections de méthanol basée sur la « commande sans modèle » permet de stabiliser et maitriser le nitrite dans le rejet, sans induire d'augmentation des 1 quantités de méthanol injectées.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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