Procédé à boues activées pour le traitement d'effluents papetiers : de la conception d'un pilote à la validation de modèles

par Cindy Bassompierre

Thèse de doctorat en Automatique. Productique

Sous la direction de Marc Aurousseau.

Soutenue en 2007

à Grenoble INPG , en partenariat avec Grenoble Images Parole Signal Automatique (laboratoire) .


  • Résumé

    Le suivi des procédés à boues activées est délicat du fait de leur dynamique lente, de la complexité de leur comportement mais surtout du manque d'information sur leur état. Ce constat est d'autant plus vrai pour les procédés de traitement des effluents papetiers étant donné le peu de moyens disponibles pour leur instrumentation alors que la variabilité des effluents est beaucoup moins prévisible que sur les eaux urbaines. Les opérateurs humains sont en attente d'outils efficaces les aidant dans leur prise de décision afin d'améliorer la qualité du traitement. Nous avons donc défini une démarche en quatre étapes pour le développement d'un outil d'aider à la décision : modélisation, estimation, anticipation dynamique, proposition d'action. Les bases de cet outil ont été développées dans ce travail : un modèle papetier a été validé sur des données expérimentales papetières. Afin de s'affranchir des spécificités et des contraintes liées aux procédés industriels, un pilote modulable, semi-industriel et supervisé a été mis en place pour mener à bien différentes études expérimentales. La modélisation a été effectuée par réduction du modèle biologique ASM1 grâce au choix du schéma réactionnel. Il a été montré qu'il est nécessaire de développer un modèle spécifique aux effluents papetiers. La validation du modèle papetier a été menée à bien sur les données obtenues sur le pilote, celui-ci étant alimenté par un effluent papetier réel. Ces résultats étant tout à fait satisfaisant, le modèle peut donc être intégré aux autres étapes de l'outil d'aide à la décision, permettant alors une réelle maîtrise de la qualité des eaux issues du traitement biologiques par boues activées d'effluents papetiers.

  • Titre traduit

    Activated sludge process for paper mill effluent treatment: from a pilot design to model validation


  • Résumé

    Activated sludge processes monitoringis difficult to manage altogether because of their slow dynamics, their complex behavior but especially because of the lack of available information regarding the process state. This assessment is even more real for papermill effluents, because of the few means available for instrumentation. Human operators need efficient tools to assist them for taking decisions to enhance treatment quality. A four steps approach is therefore proposed to develop a relevant tool for decision aid: modelling, estimation, behavior prediction, and action proposal. Bases of this tool have been developed in this work: a paper mill model has been validated on experimental data obtained with industrial papermill effluent. In order to avoid specificities and constraints linked toindustrial processes, a modular, semi-industrial scale and supervised pilot plant has been carried out in order to perform a large range of experimental studies. Model design has been realised by reduction of the ASM1 biological moedel, thaks to the choice of the reaction scheme. The need of disposing of a specific papermill model has been pointed out. Validation of the papermill model has been carried out on data collected from the pilot plant, fed with a real papermill wastewater. As the results are really satisfying, the model can be now included in the other steps of the decision aid tool, leading to an actual control of the quality of the treater water issued from the activated sludge biological treatment process with papermill effluent.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (230 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 179-186

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  • Cote : TS07/INPG/0011
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