INFLUENCE DES VARIATIONS DE FLUX POLLUANTS SUR LE FONCTIONNEMENT D'UNE STATION D'EPURATION DES EAUX USEES URBAINES PAR BOUES ACTIVEES PDF Download
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Author: SABRINA.. NEVEUX-GUILLUY
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Languages : fr
Pages : 283
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Book Description
LES STATIONS D'EPURATION DES EAUX USEES URBAINES PAR BOUES ACTIVEES SONT SOUMISES A DES DEBITS ET FLUX POLLUANTS FORTEMENT VARIABLES DANS LE TEMPS. L'OBJECTIF DU PRESENT TRAVAIL EST D'ETUDIER L'INFLUENCE DE CES VARIATIONS SUR LA DEGRADATION DE LA POLLUTION SOLUBLE. LA CARACTERISATION ET LA DECOMPOSITION EN SERIE DE FOURIER DES DEBITS ET CONCENTRATIONS (DEMANDE CHIMIQUE EN OXYGENE ET MATIERES EN SUSPENSION) A L'ENTREE DE LA STATION DE NANCY-MAXEVILLE PERMETTENT DE LES REPRESENTER PAR UNE EQUATION MATHEMATIQUE SIMPLE DE TYPE SINUSOIDAL. LES ESSAIS SONT REALISES SUR UN PILOTE, CONSTITUE DE DEUX REACTEURS PARFAITEMENT AGITES CONTENANT LES BOUES ACTIVEES ET D'UN DECANTEUR, ALIMENTE PAR UNE SOLUTION DE VIANDOX. LE PILOTE EST COMMANDE PAR UN MICRO-ORDINATEUR QUI PERMET NOTAMMENT DE SOUMETTRE LE SYSTEME A DES VARIATIONS DE DEBIT ET/OU DE CONCENTRATION EN CRENEAUX 12 HEURES/12 HEURES OU EN SINUSOIDE. L'ETUDE MONTRE QU'IL SE PRODUIT UNE FORMATION DE METABOLITES AU COURS DE LA DEGRADATION BIOLOGIQUE. LE MODELE ETABLI, QUI PREND EN COMPTE CETTE PRODUCTION, REPRESENTE DE FACON SATISFAISANTE LES RESULTATS EXPERIMENTAUX. CE MODELE EST EGALEMENT UTILISE POUR SIMULER LA DEGRADATION DE LA POLLUTION SOLUBLE DANS L'AERATEUR DE LA STATION DE NANCY-MAXEVILLE. LES INFLUENCES RESPECTIVES DE L'HYDRODYNAMIQUE DU REACTEUR BIOLOGIQUE ET DU DECANTEUR SECONDAIRE SONT DETERMINEES
Author: SABRINA.. NEVEUX-GUILLUY
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Pages : 283
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LES STATIONS D'EPURATION DES EAUX USEES URBAINES PAR BOUES ACTIVEES SONT SOUMISES A DES DEBITS ET FLUX POLLUANTS FORTEMENT VARIABLES DANS LE TEMPS. L'OBJECTIF DU PRESENT TRAVAIL EST D'ETUDIER L'INFLUENCE DE CES VARIATIONS SUR LA DEGRADATION DE LA POLLUTION SOLUBLE. LA CARACTERISATION ET LA DECOMPOSITION EN SERIE DE FOURIER DES DEBITS ET CONCENTRATIONS (DEMANDE CHIMIQUE EN OXYGENE ET MATIERES EN SUSPENSION) A L'ENTREE DE LA STATION DE NANCY-MAXEVILLE PERMETTENT DE LES REPRESENTER PAR UNE EQUATION MATHEMATIQUE SIMPLE DE TYPE SINUSOIDAL. LES ESSAIS SONT REALISES SUR UN PILOTE, CONSTITUE DE DEUX REACTEURS PARFAITEMENT AGITES CONTENANT LES BOUES ACTIVEES ET D'UN DECANTEUR, ALIMENTE PAR UNE SOLUTION DE VIANDOX. LE PILOTE EST COMMANDE PAR UN MICRO-ORDINATEUR QUI PERMET NOTAMMENT DE SOUMETTRE LE SYSTEME A DES VARIATIONS DE DEBIT ET/OU DE CONCENTRATION EN CRENEAUX 12 HEURES/12 HEURES OU EN SINUSOIDE. L'ETUDE MONTRE QU'IL SE PRODUIT UNE FORMATION DE METABOLITES AU COURS DE LA DEGRADATION BIOLOGIQUE. LE MODELE ETABLI, QUI PREND EN COMPTE CETTE PRODUCTION, REPRESENTE DE FACON SATISFAISANTE LES RESULTATS EXPERIMENTAUX. CE MODELE EST EGALEMENT UTILISE POUR SIMULER LA DEGRADATION DE LA POLLUTION SOLUBLE DANS L'AERATEUR DE LA STATION DE NANCY-MAXEVILLE. LES INFLUENCES RESPECTIVES DE L'HYDRODYNAMIQUE DU REACTEUR BIOLOGIQUE ET DU DECANTEUR SECONDAIRE SONT DETERMINEES
Author: Sally Zgheib
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Languages : fr
Pages : 349
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Book Description
Afin de répondre aux objectifs de la directive cadre sur l'eau (DCE 2000/60/CE) fixés par la réglementation européenne, la majorité des études se sont concentrées sur l'évaluation de la qualité des rejets industriels, des eaux usées traitées...Rares sont les études réalisées sur les eaux pluviales. Ces dernières peuvent être rejetées sans traitement dans les cours d'eau et donc avoir un impact sur l'écosystème aquatique. Ainsi, ce travail s'est intéressé, sur des bassins versant urbanisés ayant un gradient d'urbanisation allant du pavillonnaire à l'urbain dense, à la pollution des eaux pluviales puis une comparaison avec les eaux usées a été entreprise. Cette évaluation s'est traduite par la mise en place d'une liste de 88 polluants urbains à suivre dans le cadre de l'évaluation de la qualité des eaux urbaines. Puis, une méthodologie d'analyse, nommée « screening » a été développée. Elle permet une mesure des polluants urbains sous les formes particulaire et dissoute. Une notion souvent absente dans la littérature mais d'une grande importance pour les gestionnaires des réseaux d'assainissement et des stations d'épuration et de dépollution des eaux pluviales. Ce travail a ainsi permis : - La caractérisation fine de la pollution des différents types de matrices urbaines (eaux usées de temps sec de réseaux unitaire et séparatif (n=8), eaux pluviales du réseau séparatif (n=20), dépôts du réseau unitaire (n=2) et retombées atmosphériques (n=5), en termes d'occurrence, de répartition de la pollution entre les phases dissoute et particulaire, de teneurs (mg/kg.ms), de concentrations totales (Rg/L) et de flux (g/ha actif) des 88 polluants urbains ; - La comparaison de la pollution des eaux pluviales à l'exutoire de bassins versants d'occupation du sol différente ; - L'évaluation à l'échelle d'un bassin versant pavillonnaire de la contribution des retombées atmosphériques à la pollution des eaux pluviales ; - L'estimation de la dangerosité des eaux pluviales à l'aide d'une approche simplifiée d'évaluation de leur impact sur le milieu récepteur avec ou sans traitement de la phase particulaire par les stations de dépollution des eaux pluviales ; - La comparaison novatrice, sur un même échantillon, des méthodes d'analyse « standard » (conduite sur la phase totale, soit l'échantillon brut) avec notre méthode dite « screening », appliquées sur les phases dissoute et particulaire, pour 88 polluants dans un laboratoire accrédité COFRAC. Les résultats mettent en évidence la problématique de la pollution des eaux urbaines par 66 substances chimiques sur les 88 recherchées. Les eaux pluviales strictes sont contaminées par 12 substances prioritaires, 8 substances dangereuses prioritaires de la DCE et 35 polluants urbains plus spécifiques. La pollution est essentiellement particulaire pour les HAP, les PCB, les organoétains, les métaux alors qu'elle est mieux répartie entre les deux phases pour les phtalates, les pesticides et les alkylphénols. Le ruissellement est le principal contributeur de cette pollution à l'exutoire des bassins versants pluviaux. Les polluants générés par le milieu urbain sont comparables indépendamment de l'occupation du sol exceptés pour les pesticides sur le site pavillonnaire et les COV sur le site urbain dense, plus abondants. Le rejet direct des eaux pluviales nécessite, pour certaines substances, une dilution de 10 à 1000 par le milieu récepteur pour respecter les normes de qualité environnementale. Pour les eaux usées, les polluants sont, en majorité, véhiculés sous les deux formes dissoute et particulaire à l'exception des PCB qui sont à 100 % particulaires. Enfin, l'analyse de ces polluants sur l'échantillon brut (MES de 71 à 380 mg/L) sousestime fortement les concentrations des substances dans les eaux avec une prise en compte médiocre de la fraction particulaire de la pollution.
Author: Thibaud Maruejouls
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Languages : en
Pages : 309
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Si les débordements de réseaux unitaires sont reconnues comme étant un facteur important de l'impact environnemental du traitement des eaux usées urbaines, l'efficacité de l'implantation de bassins de rétention (BR) comme solution n'en demeure pas moins un questionnement. En effet, de plus en plus d'études tendent à prouver que l'impact de la vidange des BR sur l'efficacité de traitement d'une usine, et donc l'impact sur l'environnement, peut être négatif. L'interdisciplinarité et l'échelle géographique et temporelle de la problématique rendent l'appréhension de la problématique difficile par la seule mesure "in situ". L'intégration de plusieurs modèles du système urbain d'eaux usées se révèle être un outil puissant dans ce contexte. La simulation de différents scénarios amène à mieux anticiper les problèmes liés à la gestion des eaux usées, en temps de pluie comme en temps sec. Par conséquent, les coûts économiques et écologiques associés soit à la mise en place de nouvelles infrastructures, soit à la prise de décision concernant les stratégies de gestion du système, peuvent être optimisés. Il devient ainsi nécessaire de produire des modèles performants décrivant la qualité des eaux tout au long de leur cheminement. Les données sur le comportement des polluants dans les bassin de rétention sont peu nombreuses et la caractérisation des eaux retournées à l'usine de traitement est rarement étudiée. Par conséquent, si les connaissances des phénomènes en jeu sont souvent supposées, leur observation reste assez rare. Une partie importante du projet a donc été consacrée à la réalisation d'une campagne d'échantillonnage. Ce type d'échantillonnage s'est révélé être un exercice complexe et très contraignant en raison de l'imprévisibilité des événements orageux. L'objectif de cette campagne était de récolter des données en entrée et en sortie de bassin de rétention, principalement en ce qui concerne la matière en suspension, la demande chimique en oxygène et la distribution des vitesses de chute. Les résultats ont montré des dynamiques typiques de vidange révélant une forme en "U" des concentrations en polluants. Cette forme souligne trois phases appelées "initiale, milieu et finale" où chacune est caractérisée par une fourchette de concentrations et une distribution de vitesses de chute de particule qui lui est propre. De manière plus générale, il a été observé que plus les concentrations en MeS augmentent, plus la distribution des vitesses de chute est "lourde". Ces données couplées à des mesures en temps sec dans le collecteur et dans un bassin de décantation ont permis de comprendre les phénomènes en jeu, les interactions possibles entre les systèmes, et d'établir une structure solide pour le modèle. La littérature scientifique contient un grand nombre d'études de modélisation de la qualité de l'eau concernant les procédés de traitement. Cependant, elle est moins riche oncernant la description de la qualité des eaux en réseau et assez pauvre concernant la description de la qualité des eaux stockées en réseau ou en bassin de rétention. Les quelques modèles de BR existants décrivent assez simplement la décantation et la resuspension, qui sont pourtant les phénomènes dominant de ces systèmes. Ces modèles ont rarement été validés avec des données réelles car ces phénomènes sont difficiles à observer et à quantifier. Le projet visait donc à développer un modèle de bassin de rétention décrivant le comportement de la matière en suspension et de la demande chimique en oxygène à l'effluent d'un bassin de rétention (retour des eaux à l'usine) de sorte qu'il soit compatible avec les modèles de boue activées de type ASM de VInternational Water Association. La description des phénomènes de décantation et de resuspension est basée sur un fractionnement en classes de particules ayant différentes vitesses de chute. Ce fractionnement est directement issu de mesures de terrain réalisées en vue d'observer la variation de la distribution des vitesse de chute. Les effets d'un puits de pompage sur la sédimentation et la resuspension sont aussi décrits. Deux événements récoltés ont servi à la calibration du modèle et un autre a été utilisé pour sa validation. Cette étape est d'importance car elle n'a jamais été réalisée sur un modèle de BR. L'objectif final du modèle était qu'il soit intégré dans un système plus global (réseau - usine - rivière). Différents scénarios de gestion des vidanges de bassins de rétention ont mis en évidence les interactions entre les différents sous-systèmes en termes de masse de MeS et de masse de classes de particules. En effet, l'étude de l'évolution de la distribution des vitesses de chute des particules le long de la chaine de l'eau peut être une information utile pour anticiper les problèmes au traitement secondaire. Par exemple, une plus grande fraction de particules ayant une forte vitesse de chute peut engendrer : 1) une augmentation du temps d'hydrolyse des particules dans un système par boues activée ; ou 2) un plus grand risque de colmatage des biofiltres. Une meilleure compréhension de ces interactions peut permettre la mise en place de règles d'opération et de contrôle plus efficaces pour diminuer l'impact des rejets d'eaux usées sur l'environnement.
Author: Olivier Potier
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Languages : fr
Pages : 195
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Book Description
L'AERATEUR TIENT UNE PLACE PREPONDERANTE DANS LA CHAINE DE TRAITEMENT DES EAUX USEES URBAINES DANS LES STATIONS D'EPURATION PAR BOUES ACTIVEES. UN GRAND NOMBRE DE PHENOMENES PHYSIQUES ET BIOLOGIQUES Y SONT MIS EN JEU. IL EST NECESSAIRE DE LES MODELISER POUR POUVOIR OPTIMISER LE FONCTIONNEMENT DES STATIONS. MAIS LE CONTROLE DES PROCESSUS D'EPURATION NECESSITE EN PLUS DE POUVOIR MESURER RAPIDEMENT LA POLLUTION. CE TRAVAIL EST CONSTITUE DE DEUX PARTIES. DANS LA PREMIERE DES APPAREILS DE MESURE RAPIDE SONT TESTES. IL EN RESSORT L'INTERET DE LA MESURE DE L'ABSORBANCE UV DE L'EFFLUENT POUR EN QUANTIFIER LA POLLUTION. IL EST DE MEME MONTRE QU'IL N'EST PAS NECESSAIRE D'EFFECTUER DE CORRECTION PAR LA TURBIDITE. LA SECONDE PARTIE DE CE TRAVAIL S'INTERESSE A L'AERATEUR DE TYPE CANAL (CARACTERISE PAR SA FORME TRES ALLONGEE), ET S'ARTICULE SUR DES ETUDES FAITES SUR SITE REEL A LA STATION D'EPURATION DE NANCY-MAXEVILLE ET SUR PILOTE. L'HYDRODYNAMIQUE DU REACTEUR CANAL EST DETERMINEE, AINSI QUE SA VARIATION AVEC LE DEBIT DE L'EFFLUENT. DES REACTIONS BIOLOGIQUES SUCCESSIVES ET PARALLELES SONT MISES EN EVIDENCE ET MODELISEES. DE MEME LA VARIABILITE DES EFFLUENTS (DEBIT ET CONCENTRATION) EST CARACTERISEE. CES OBSERVATIONS CONDUISENT A LA REALISATION D'UN PROGRAMME DE SIMULATION INFORMATIQUE DES STATIONS D'EPURATION (AVEC REACTEUR CANAL), QUI PERMET LA VALIDATION DE LA MODELISATION PROPOSEE APRES CONFRONTATION AVEC L'EXPERIENCE
Author: Marlène Choo-Kun
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Languages : fr
Pages : 170
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Book Description
Depuis le début des années 2000, la station d'épuration n'est plus seulement perçue comme une installation industrielle traitant les eaux résiduaires urbaines afin d'en minimiser leurs impacts sur le milieu naturel, mais aussi comme un moyen de récupérer des ressources : eau, nutriments, énergie. Ce travail de thèse traite de cette dernière ressource, l'énergie. Comment tendre vers la station d'épuration auto-suffisante en énergie, voire encore productrice d'énergie sans en affecter l'efficacité de traitement? A l'aide d'une filière de traitement ancienne revisitée : le procédé A/B (Adsorption/Bio-oxydation), le bilan énergétique de la station peut tendre vers la neutralité en réduisant les demandes liées à l'aération et en optimisant la production de biogaz. Ce travail de doctorat se concentre principalement sur la méthanisation des boues issues de ce procédé A/B afin d'en connaître leurs caractéristiques et leur digestibilité, de les comparer avec la digestion anaérobie de boues davantage connues et enfin d'utiliser ces résultats pour dresser le bilan énergétique du procédé A/B, ceci à partir des données récoltées sur un pilote de 50 m3/j installé sur la station d'épuration de Kranji à Singapour. Les boues A et B présentent respectivement les productions spécifiques de méthane respectives de 290 et 135 LCH4/kgMVentrante en conditions mésophiles. Le procédé A/B avec ses deux étages de boues activées permet de capter un maximum de carbone en première étape de traitement pour le transférer directement en digestion. En effet, la production totale de boues provient à 90% des boues A et seulement à 10% des boues B ce qui porte à 95% la production de méthane attribuée aux boues A. Ces résultats induisent une production d'énergie supérieure par rapport à une filière de traitement conventionnelle avec un seul étage de boues activées. Par ailleurs, ce procédé permet de diminuer les besoins en aération pour le traitement des pollutions carbonée et azotée, tout en gardant les mêmes efficacités de traitement. Il est ainsi possible de conclure que la filière de traitement des eaux usées en procédé A/B présente un degré d'efficacité énergétique proche de 300% (ratio entre l'énergie électrique produite à partir du biogaz et la consommation énergétique liée à l'aération), ce qui représente 73% d'auto-suffisance énergétique globale en considérant le cas de la station de Kranji en boues activées conventionnelles traitant les pollutions en carbone et en azote.
Author: Mohammed Al-Juhaishi
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
L'objectif de cette thèse est de caractériser les Rejets Urbains par Temps de Pluie (RUTP) et leur flux au niveau des exutoires d'eaux pluviales de trois sous-bassins majeurs de l'agglomération orléanaise. Pour cela des prélèvements ponctuels d'eau ont été effectués et un modèle conceptuel a été utilisé. Les trois sous-bassins : La Corne (463 ha), l'Egoutier (2080 ha) et Ormes (2256 ha) ont des occupations du sol différentes.D'une manière générale, la conductivité, la demande chimique en oxygène (DCO), la demande biochimique en oxygène (DBO5 et la DBO28), le carbone organique dissout (COD), l'azote total(NT), et les concentrations en anions et cations majeurs étaient plus élevés par temps sec que par temps de pluie indiquant un effet de dilution par les précipitations. Il a été mis en évidence un mélange des eaux pluviales avec des eaux usées dans le sous bassin d'Ormes. L'occupation des sols et les activités anthropiques influencent de manière significative la qualité du ruissellement. Par exemple, dans le sous-bassin de l'Egoutier, la présence d'une zone imperméable (industries et habitations) importante (40% de la surface) est responsable d'une augmentation des paramètresDBO5, DBO28, COD et NT.Les flux aux exutoires des différents paramètres de qualité de l'eau ont été évalués et comparés à ceux issus des quatre principales stations d'épuration (STEP) et à ceux de la Loire. La charge destrois sous-bassins urbains représente environ 166,61% de la charge des quatre STEP. Les trois sous bassins ont un faible impact sur la Loire en termes de flux annuels (environ 1,62% pour les MES par temps de pluie).Deux versions d'un modèle conceptuel dit d'accumulation/lavage-transport ont été évaluées pour estimer les flux de ruissellement des polluants ; la version classique et une version modifiée dans laquelle le paramètre accumulation des polluants a une forme logarithmique. Les performances des modèles étaient acceptables pour les MES et la DCO. Les coefficients de corrélation étaient supérieurs à 90% pour le sous bassin de l'Egoutier, par exemple. Pour les éléments traces métalliques en phase particulaire, la corrélation avec l'expérience était bonne également. D'une manière générale, lorsqu'un flux mesuré était inférieur à 1 kg.ha-1, les modèles n'étaient plus applicables.Des premiers essais de simulation de la qualité et la quantité de RUTP ont été effectués à partir de MIKE URBAN, qui équipe les deux logiciels de modélisation MOUSE et SWMM. Les hydrogrammes ont indiqué que le débit maximum obtenu avec SWMM était toujours inférieur à celui obtenu avec MOUSE. La qualité de l'eau (masse de MES) était toujours plus fortement impactée par le lessivage des MES dans le modèle MOUSE que dans SWMM.Ce travail constitue la première étape du travail d'évaluation de RUTP pour l'Agglomération orléanaise. Il constitue une base solide pour un futur programme de surveillance continue.
Author: Mario do Carmo Lourenço da Silva
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Languages : fr
Pages : 182
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Book Description
Une méthode miniaturisée de fractionnement de la Demande Chimique en Oxygène (DCO) dans les eaux usées a été développée pour vérifier une possible variabilité à court terme de ce fractionnement et son influence sur le comportement des installations d'épuration par boues activées. Des tests de biodégradabilité, en réacteur fermé, ont été effectués avec des échantillons moyens horaires de temps sec (24h) provenant de deux stations d'épuration urbaines. Les analyses réalisées ont concerné la DCO totale et soluble, la Demande Biologique en Oxygène, les matières sèches et en suspension, l'ammonium et ont été complétées par des analyses spectrales (UV-visible et fluorescence). Globalement, en accord avec les données de la littérature, les fractions biodégradables sont les plus importantes en terme de concentration. Une variabilité journalière du fractionnement a été observée, sans qu'il soit possible de dégager des tendances particulières indiquant la prééminence de telle ou telle fraction. L'effet de la variabilité du fractionnement a été testé en boucle ouverte en utilisant un schéma classique d'épuration du carbone et de l'azote dans un simulateur de référence, le Benchmark Simulation Model 1. Les simulations ont permis de vérifier l'importance de la variabilité du fractionnement de la DCO sur une station d'épuration. Les concentrations en DCO dans l'effluent sont affectées par le rapport entre la fraction biodégradable et inerte, mais restent dans une limite acceptable par rapport aux normes de rejet. La situation est différente et plus délicate pour les rejets en matières azotées car ils sont proches des limites fixées par la réglementation.
Author:
Publisher: Ed. Techniques Ingénieur
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 17
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Author: Nicolas Roche
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Category :
Languages : fr
Pages : 256
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Book Description
L'optimisation du fonctionnement d'une installation d'épuration des eaux par boues activées nécessite une bonne connaissance et une maitrise certaine du processus de séparation de l'eau et de la biomasse épuratrice au niveau du décanteur secondaire. Cette opération dépend essentiellement des aptitudes de la boue activée à floculer et à décanter. L'objectif de ce travail est de déterminer comment varient ces qualités en fonction de l'hydrodynamique du réacteur biologique. La caractérisation de l'hydrodynamique de réacteurs biologiques a pu être traitée en pilote et l'application de modèles mathématiques
Author:
Publisher: Ed. Techniques Ingénieur
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Category :
Languages : fr
Pages : 12
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