11 déc. 2012

Traiter et valoriser le jus de choucroute pour en faire de l'énergie : une réalité à Meistratzheim !


Inaugurée le 12  novembre dernier, la  nouvelle station d'épuration à Meistratzheim par le SIVOM du Bassin de l'Ehn  fait la part belle au jus de choucroute des producteurs régionaux.
Construite par Degrémont, exploitée par Lyonnaise des Eaux, il s'agit de la première station d'épuration en France capable de traiter et valoriser le jus de choucroute pour en faire de l'énergie.
Mais c'est également une station exemplaire à tous points de vue : traitement de l'eau optimisé grâce à l'ajout d'un traitement tertiaire avant rejet au milieu naturel, production de biogaz à partir des boues d'épuration et du jus de choucroute des producteurs de la région, séchage thermique extrêmement performant alimenté par le biogaz produit sur site.

UNE SOLUTION ADAPTÉE AUX ENJEUX RÉGLEMENTAIRES ET ENVIRONNEMENTAUX
Les deux stations existantes traitant les eaux usées du Bassin de l’Ehn étant devenues obsolètes, le SIVOM (Syndicat Intercommunal à Vocations Multiples) a décidé de les remplacer par une nouvelle usine d’épuration implantée sur le ban de la Commune de Meistratzheim. D’une capacité de 204 500 équivalents-habitants, la nouvelle installation construite par DEGRÉMONT, filiale de SUEZ ENVIRONNEMENT, traitera les eaux usées de 11 Communes situées sur les Terres de Saint Odile (soit 27 000 habitants) et les effluents des choucrouteries locales (soit l’équivalent des eaux usées de 140 000 habitants en débit de pointe).
Les performances poussées du traitement épuratoire visent à répondre aux exigences de la Directive Cadre Européenne sur l’eau pour le rejet dans l’Ehn, fixant son bon état à l’horizon 2015.
Cette nouvelle usine est l’une des plus modernes du Grand-Est et possède un caractère unique.

DES SOLUTIONS MODERNES POUR RÉPONDRE AUX BESOINS INDUSTRIELS LOCAUX
La station épure 18 460 m3 par jour par temps sec et jusqu’à 38 700 m3 par jour par temps de pluie. Sa configuration et les technologies de pointe choisies ont été étudiées pour traiter les jus de choucroute produits sur le territoire (70% de la production nationale) et pour garantir la qualité de l’eau traitée rejetée ainsi que la pérennité du dispositif de traitement. Précurseur, cette usine a été construite pour être encore opérationnelle dans 30 ans.

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- Le prétraitement : cette première phase consiste à se débarrasser des éléments solides contenus dans l’effluent. Papiers, plastiques, feuilles d’arbres… sont retenus par des dégrilleurs constitués de grilles de maille suffisamment fine. Ces résidus sont essorés et compactés avant d’être évacués avec les ordures ménagères. L’eau d’essorage est traitée sur la station.
Les graisses et les sables sont également soustraits à l’effluent grâce à deux dégraisseurs-dessableurs combinant les deux fonctions dans un seul ouvrage. Les graisses, moins denses que l’eau, sont récupérées par raclage à la surface de l’ouvrage. Elles serviront à la production d’énergie sur site.

Les sables plus denses que l’eau décantent dans le fond de l’ouvrage. Ils sont extraits de l’eau puis lavés. Ils pourront être valorisés pour des remblais par exemple. Les eaux de lavage sont traitées sur la station.
- Le traitement biologique par boues activées : le traitement biologique fait appel à une grande variété de micro-organismes, principalement des bactéries. Ces microorganismes convertissent les matières organiques biodégradables par absorption des constituants, solubles et en suspension, contenus dans les eaux résiduaires en produits simples tels que gaz carbonique et biomasse additionnelle, ou nitrate et azote gazeux lorsque les conditions nécessaires sont réunies.
Le traitement biologique dit « par boues activées » est constitué d’un réacteur (bassin biologique = bassin d’aération) dans lequel les micro-organismes responsables de l’épuration sont mis en culture. Un clarificateur assure ensuite la séparation de l’eau épurée de la biomasse. La biomasse décante naturellement et l’eau claire est collectée en surface. Cette dernière est affinée par un traitement tertiaire.
Une partie des boues décantées issues du clarificateur sont recirculées vers le bassin d’aération. Les boues en excès sont dirigées vers la ligne de traitement des boues.
- Le traitement tertiaire : une filtration tertiaire sur Filtrazur assure l’affinage du traitement. La particularité de ce filtre est de mettre en oeuvre un matériau filtrant de densité inférieure à celle de l’eau : le matériau est constitué de billes de polystyrène expansé qui assurent une bonne fixation des particules polluantes résiduelles. L’état de surface du matériau est favorable à la fixation de bactéries nitrifiantes. Le Filtrazur peut assurer une élimination complémentaire de l’ammonium, dans la limite de l’oxygène dissous présent dans l’eau.
A l’issue de cette filtration tertiaire, l’eau ainsi épurée peut être rejetée dans l’Ehn.

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La transformation du chou pour la fabrication de choucroute est une activité locale très importante (le territoire réalise 70% de la production nationale). Les jus provenant de cette activité industrielle sont appelés « jus de choucroute ». Ils sont acides et chauds (65°C) et contiennent des composants carbonés en grande quantité (soit l’équivalent des eaux usées de 140 000 habitants en débit de pointe), des sels et des graisses. Les graisses sont valorisées dans la production d’énergie sur site. La composition  particulière des jus de choucroute nécessite un traitement spécifique différent de celui des eaux usées résiduaires urbaines classiques. La particularité de leur traitement réside dans la possibilité de produire de l’énergie au sein de la station.
- Le prétraitement : à leur arrivée sur l’usine, les jus sont déversés dans 2 cuves étanches de 100 m3 chacune. Les fines matières en suspension sont retenues par tamisage. Un flottateur facilite ensuite le prélèvement des graisses à la surface de l’ouvrage. Les jus étant acides, le pH est ajusté à l’aide de soude si nécessaire.
- La méthanisation : la forte concentration en matières organiques dissoutes des jus de choucroute est traitée par fermentation méthanique. Le procédé Biopaq IC contribue à la réduction des matières volatiles et donc à la réduction du volume et de la masse des jus.
En l’absence d’air, des bactéries spécifiques sont mélangées au jus de choucroute. Les bactéries vont transformer la plupart des composés organiques en méthane et en dioxyde de carbone. Ce biogaz est séparé de la phase liquide et peut être utilisé pour produire de l’énergie. Les jus de choucroute ainsi traités constituent un effluent liquide résiduel qui est mélangé avec les eaux usées urbaines arrivant sur la station pour
suivre le traitement classique.
La filière de traitement fonctionne en « start & stop » pour s’adapter aux variations saisonnières de production des jus de choucroute, et donc démarre ou s’arrête en fonction de l’arrivée des jus.

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Les boues constituent un sous-produit des stations de traitement des eaux, elles peuvent contenir plus de 95% d'eau en plus des matières en suspension et autres résidus. Il faut réduire ces volumes d'eau pour faciliter d’une part leur évacuation qui s’effectue essentiellement par camion, et d’autre part, permettre leur valorisation dans de bonnes conditions. Le traitement des boues de la station aboutit également à la production d’énergie.
- L’épaississement : un premier traitement par égouttage va permettre de récupérer une bonne partie de l’eau des boues. Après cette étape, les boues restent néanmoins toujours en volumes importants.
- La digestion : opérée dans un digesteur Digeco selon le même principe que la méthanisation, mais avec une population bactérienne différente, la digestion banaérobique des boues élimine une quantité importante de matières organiques. La digestion anaérobie présente également l’avantage de produire du biogaz qui sera valorisé en énergie. Un gazomètre souple stocke, au-dessus du digesteur, le biogaz produit.
- La centrifugation : pour continuer l’élimination de l’eau contenue dans les boues, celles-ci sont centrifugées.
- Le séchage : pour terminer leur traitement, les boues sont séchées avec un sécheur thermique INNOPLANA. Innovant, il opère sur deux étages. Un premier étage étale les boues en couches minces et les met au contact d’une chaleur produite par une huile à 165°C. La boue est ensuite transformée en «spaghettis» qui sont une dernière fois séchés à l’air chaud. En sortie de traitement les boues sont sous forme de granulés secs.
Les granulés pourront être valorisés en filières agricoles ou en incinération.

UNE CONCEPTION RESPONSABLE QUI RESPECTE LA NATURE ET SES RIVERAINS
La station a été conçue pour réduire au maximum son impact sur l’environnement.

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Grâce à sa configuration et aux technologies de pointe utilisées, la station consomme un minimum d’énergie et va même jusqu’à produire une partie de l’énergie nécessaire à son fonctionnement.
En effet, d’une part les jus de choucroute, et d’autre part les graisses récupérées au cours du traitement et les boues issues du traitement produisent séparément du biogaz. Par méthanisation pour les jus de choucroute, ou par digestion pour les boues et les graisses, des populations bactériennes appropriées mises au contact de ces produits absorbent et digèrent leurs composés. Grâce à la cogénération, le biogaz, produit résultant de ces deux phénomènes, peut être utilisé pour produire de la chaleur nécessaire au méthaniseur, au digesteur, au sécheur double-étage, ou encore au chauffage des locaux et de l’eau sanitaire. Le surplus de biogaz peut être transformé en énergie électrique revendue au réseau EDF.
· La consommation d’énergie réduite à son maximum
Par ailleurs, les bâtiments (bioclimatiques) ont été conçus pour consommer le moins d’énergie possible. Les équipements sont les moins énergivores du marché tout en restant performants et innovants. Les procédés qui demandent le plus d’énergie sont alimentés en énergie produite à partir du biogaz ; la méthanisation par exemple fonctionne avec la seule énergie produite sur la station.
· Les transports limités
Grâce aux performances de la filière du traitement des boues, les volumes de boues produites sont considérablement diminués. La circulation de camions nécessaires à leur transport s’en trouve allégée d’où moins de pollution, des conditions de trafic routier améliorées et une population riveraine préservée.
· Le traitement de l’air
L’air des bâtiments de traitement, potentiellement chargé en odeurs, est acheminé vers deux tours de désodorisation physico-chimique où il est épuré avant d’être rejeté dans l’atmosphère. Les exploitants travaillent dans des conditions saines et les riverains ne sont pas importunés.
· Une démarche HQE
Conçue selon une démarche de Haute Qualité Environnementale (HQE) l’architecture du bâtiment assure une parfaite intégration paysagère. Une attention particulière a été portée à la sensibilisation des populations riveraines, notamment les élèves, grâce à la mise en place d’un parcours pédagogique.
Source : Dossier de presse Meistratzheim -  Lyonnaise des Eaux Grand Est
http://www.lyonnaise-des-eaux.fr/



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