Cette étude porte sur une technologie de densification des boues appliquée à un procédé à boues
activées continue. Par la combinaison d'une sélection microbienne (zone anaérobie) et physique (extraction sélective par hydrocyclones), cette technologie permet de générer une proportion significative de biomasse sous forme granulaire, améliorant ainsi la vitesse de sédimentation de la suspension. L'objectif est ici d'évaluer numériquement le potentiel d'un procédé utilisant cette technologie pour répondre à des scénarios de conception et d'exploitation plus contraintes : augmentation de la concentration en boues dans le bassin d'aération (panne d'extraction, problème sur l'évacuation des boues), réduction du taux de recirculation, hypothèses plus agressives quant aux vitesses ascensionnelles praticables. Pour ce faire, le clarificateur objet de l'étude a été modélisé
en mécanique des fluides numériques, en intégrant les paramètres de sédimentation des boues densifiées.
Ces simulations permettent d'évaluer la réponse de l'ouvrage en matière d'évolution du voile de boues et d'épaississement de la suspension. Les résultats obtenus démontrent le maintien des performances de clarification à forte concentration de travail (6 gMES/L), ou en appliquant un taux de recirculation très faible (15 %), avec une boue densifiée pouvant s'épaissir jusqu'à environ 30 gMES. /L. Également, la boue densifiée normalement concentrée permet d'admettre des surcharges hydrauliques jusqu'à 1,0 m/h de manière continue, ou de 1,5 à 2,0 m/h si le taux de recirculation est fixé à 30 et 32 % respectivement. Les résultats obtenus lorsque la surcharge hydraulique avoisine les 2 m/h sont à prendre avec précaution, car la concentration en matières en suspension (MES) de sortie prédite est proche de la limite réglementaire (24 mgMES/L). Globalement, les résultats de cette étude indiquent la possibilité de reconsidérer de manière plus optimale le dimensionnement des clarificateurs secondaires et du procédé à boues activés lors de la mise en œuvre de la densification.

This study deals with the sludge densification technology carried out on a continuous activated
sludge process. By combining microbial (anaerobic zone) and physical selection (selective extraction by hydrocyclones), this technology allows to generate a significant proportion of granular biomass, thus increasing the settling velocity of the suspension. The objective is to evaluate numerically the potential of a process integrating this technology to meet more constraining design and operation scenarios: increase of mixed liquor suspended solids (sludge wastage failure, excess sludge disposal issues), reduction of the return activated sludge rate, more aggressive design, and operation conditions. To this end, the studied clarifier has been modeled using computational fluid dynamics, integrating the densified sludge sedimentation parameters.
These simulations allow to assess the facility's response in terms of sludge blanket evolution and sludge
thickening. The results obtained show that clarification performance is maintained at high mixed liquor
suspended solid concentration (6 gMLSS/L) or with drastically reduced recirculation rates (15%) since densified sludge can thicken up to approximately 30 gTSS/L. Additionally, a normally concentrated densified sludge can enable to admit hydraulic overloads up to 1.0 m/h continuously, or up to 1.5 and 2 m/h when the recirculation rate is set to 30 and 32% respectively. The results obtained when the hydraulic overload is close to 2 m/h should be considered with caution, as the predicted outlet TSS concentration is close to the regulatory limit (24 mgTSS/L). Overall, the results of this study indicate the possibility of reconsidering the sizing of secondary clarifiers and the activated sludge process in a more optimal way when densification is implemented.