SynergAqua
Les eaux usées urbaines sont la ressource de SynergAqua.
Introduction
SYNERGAQUA™ est un système technologique intelligent, modulaire et totalement fermé, pouvant être installé comme étape technologique complémentaire des stations d'épuration existantes. Le système vise un traitement des eaux usées conforme au traitement quaternaire, c'est à dire à la quatrième étape de traitement, la plus stricte, en portant une attention particulière au traitement ciblé des micropolluants.
Le processus technologique de SynergAqua étudie la possibilité d'une valorisation locale et contrôlée de l'eau traitée, de l'énergie et des flux de matières secondaires. La conception modulaire s'adapte à l'infrastructure existante. Le développement ne vise donc pas à remplacer la station d'épuration, mais à la compléter par une étape technologique mesurable et validable.
Principales caractéristiques technologiques
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- Traitement quaternaire en complément des stations d'épuration existantes
- Conception modulaire en conteneurs
- Milieu filtrant composite : biochar, alginite et biopolymère
- Prétraitement à l'ozone et post traitement par UV-C
- Étude de la réutilisation locale de l'eau traitée, principalement à des fins d'irrigation
- Étude de la valorisation des flux de matières issus des boues d'épuration et de la biomasse locale
Pourquoi est ce d'actualité
La directive (EU) 2024/3019 introduit des exigences progressives de traitement quaternaire, fondées sur la taille et le risque, pour le traitement des micropolluants présents dans les eaux usées urbaines. L'orientation réglementaire est claire : le rôle d'une quatrième étape de traitement mesurable et validable se renforce progressivement dans les stations d'épuration existantes.
Contexte réglementaire et état du développement
Le développement de SynergAqua s'inscrit dans cette orientation technologique et réglementaire. Un prototype fonctionnel développé dans le cadre d'une coopération professionnelle universitaire est achevé. Les prochaines étapes de développement portent sur l'optimisation des billes filtrantes composites, la validation en laboratoire et la préparation d'un essai pilote en exploitation. Chaque étape du processus de développement est liée à des points de mesure, à des limites du système et à des critères d'acceptation.
Aperçu du concept
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- Boues d'épuration et biomasse locale
- Traitement thermique : biochar
- Milieu filtrant composite
- Traitement à l'ozone et aux UV-C
- Réutilisation de l'eau traitée
- Matière première pour l'amélioration des sols, après analyses
Processus technologique
SynergAqua est un système technologique décentralisé et modulaire pouvant être intégré aux stations d'épuration existantes. Le processus commence par l'évaluation de la qualité et de la charge de l'eau prétraitée. Sur cette base, il est possible de déterminer le milieu filtrant composite, le post traitement intensif et l'exigence de qualité de l'eau nécessaire à l'usage prévu.
Le milieu filtrant composite repose sur du biochar, de l'alginite et un biopolymère pouvant être produits par le traitement des flux de matières issus des boues d'épuration et de la biomasse locale. Le processus de filtration est complété par un post traitement ciblé à l'ozone et aux UV-C. Les étapes technologiques visent le traitement des micropolluants, des résidus pharmaceutiques et des microplastiques, ainsi que la réutilisation de l'eau traitée pour un usage déterminé.
Dans des conteneurs décentralisés et modulaires, l'eau peut être traitée sur le lieu où elle est produite ou utilisée. La logistique associée se limite à la gestion du milieu filtrant solide. Le système traite également les flux de matières issus des boues d'épuration et de la biomasse locale : les boues polluées en attente de mise en décharge deviennent une nouvelle ressource, et le processus génère des produits valorisables et de l'eau traitée, tandis que la charge environnementale peut être considérablement réduite.
Mesure et validation
La performance de SynergAqua doit être évaluée par l'examen conjoint de la qualité de l'eau, de l'exploitation, des flux résiduels et des conditions de conformité. L'étude du traitement de l'eau couvre les composés cibles, les concentrations à l'entrée et à la sortie, la stabilité et le plan d'échantillonnage. L'évaluation de l'exploitation comprend la mesure de la perte de charge, de la consommation d'énergie, des besoins de maintenance, de la saturation, de la régénération et de la disponibilité.
Évaluation de l'exploitation et des ressources
L'applicabilité du système sur site doit être évaluée en fonction de la filière technologique de la station d'épuration existante, de l'intégrabilité, de la gestion du milieu filtrant, de la régénération et de la logistique nécessaire. La comparaison repose sur la base de coûts d'exploitation actuelle, la qualité de l'eau traitée, la disponibilité, ainsi que le bilan énergétique et d'émissions.
L'évaluation de la valorisation circulaire des matières repose sur le bilan matière du traitement thermique conjoint des boues et de la biomasse, sur la récupération de l'eau et sur la possibilité de traitement ultérieur du résidu solide. Les affirmations relatives au carbone ne peuvent être évaluées que sur la base de mesures certifiées, d'une méthodologie acceptée et de données auditables.
Adéquation réglementaire et opérationnelle
Le traitement quaternaire, la responsabilité élargie des producteurs et une qualité de l'eau démontrée pour un usage final déterminé créent un environnement dans lequel la performance technique et la démontrabilité des solutions de traitement revêtent une importance particulière. Aux points terminaux de petite taille ou éloignés, le coût de l'extension, la gestion des boues et la logistique peuvent justifier l'étude de possibilités de traitement complémentaire sur site.
Préparation de l'essai en exploitation
La préparation de l'essai en exploitation commence par la sélection du site et du flux d'eau à traiter. Elle comprend l'évaluation de la charge, de la technologie de traitement existante, des flux de boues et de biomasse, ainsi que de la situation en matière d'autorisations.
Le plan d'essai définit les paramètres cibles, la technologie de comparaison, la base de coûts actuelle et les conditions de travail, de santé et de protection de l'environnement. La prochaine étape de décision professionnelle consiste à définir le plan d'essai détaillé, la matrice des responsabilités et le cadre de partage des données.
L'ampleur du problème et l'orientation du traitement
Les eaux usées urbaines peuvent encore contenir, après les étapes de traitement conventionnelles, des micropolluants dont le traitement nécessite une étape technologique ciblée. Il peut notamment s'agir de résidus pharmaceutiques, de substances à effet hormonal, de composés d'origine industrielle et de particules de microplastiques. Leur présence, leur concentration et la possibilité de les éliminer peuvent être déterminées à partir d'un échantillonnage sur site, d'analyses de laboratoire et de mesures en exploitation.
Les microplastiques et les autres polluants persistants peuvent s'accumuler dans les flux d'eau et de boues. Par conséquent, en plus du traitement de l'eau, la voie de traitement du milieu filtrant, des boues et des flux résiduels doit également être étudiée dans un seul système vérifiable.
Supervision numérique et optimisation des processus
SybraHUB est un système numérique de supervision et d'optimisation des processus en cours de développement. Sa mission est de relier en continu les données relatives à la qualité de l'eau, à l'exploitation et aux flux de matières, ainsi que de soutenir l'ajustement précis des processus technologiques.
Le système peut soutenir la préparation des décisions sur site sur la base des résultats de mesure, de la consommation d'énergie, de l'état du milieu filtrant et des données d'exploitation. Ses fonctions techniques détaillées et son cadre de gestion des données seront complétés sur la base de documents professionnels ultérieurs.