Thèse soutenue

Modélisation de l' Hydrodynamique et du transfert d'oxygène dans les chenaux d'aération
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Yannick Fayolle
Direction : Alain Héduit
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Epuration des eaux usées
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : Toulouse, INSA

Résumé

FR  |  
EN

L’objectif général du travail présenté était de développer un outil d'analyse et de simulation des écoulements et du transfert d'oxygène en bassins d'aération équipés de diffuseurs fines bulles et d'agitateurs lents à grandes pales. A terme, cet outil permettra de simuler et d'interpréter l'impact de paramètres de conception, de dimensionnement et de gestion technique des installations sur les capacités d'oxygénation des systèmes d'aération. Dans un premier temps, des méthodes de mesure ont été développées pour mesurer in situ les paramètres locaux caractéristiques des écoulements et du transfert d'oxygène en eau claire sur site réel (vitesse de circulation horizontale de l'eau, rétention gazeuse, taille des bulles). La faible influence de la mise en circulation de l'eau sur la taille des bulles d'air (de 4,6 à 4,4 mm pour une augmentation de la vitesse horizontale de l'eau de 0 à 0,42 m. S-1) a été mise en évidence. L'augmentation du transfert d'oxygène (+29%) par imposition d'une vitesse de circulation horizontale de l'eau est principalement due à une augmentation de la rétention gazeuse globale, par neutralisation des spiral flows. Le deuxième objectif a été de développer un outil numérique permettant de simuler les écoulements gaz/liquide dans les bassins d'aération. Cet outil, validé expérimentalement sur un bassin pilote (1 m3) et sur un site réel (1493 m3), permet de reproduire précisément le transfert d'oxygène. Dans un troisième temps, cet outil numérique a permis d'analyser localement les phénomènes de transfert d'oxygène. L'évolution de la concentration en oxygène à saturation instantanée CL * et son influence sur la détermination du coefficient de transfert d'oxygène ont été mises en évidence. Une adaptation de la méthode de détermination du coefficient de transfert d'oxygène réel prenant en compte cette évolution a été proposée. L'impact de la disposition des rampes de diffuseurs, du débit d'air surfacique et de la vitesse de circulation de l'eau sur le transfert d'oxygène ont été analysé globalement et localement