Sur la base d’environ 300 mesures d’apport en oxygène dans 85 installations de traitement des eaux usées, on a établi, aussi bien pour les systèmes d’aération à air comprimé que pour les systèmes d’aération en surface de divers types, un tableau de données de référence avec les apports en oxygène et les rendements de l’oxygène dans l’eau pure et dans les conditions de service. Pour les systèmes d’aération à air comprimé, on distingue la disposition à large bande, la disposition couvrante avec tubes, disques et plaques et les systèmes avec mélange et aération séparée.
Dans le cas des systèmes d’aération en surface, sont indiqués les résultats pour les gyroscopes dans les bassins de mélange, pour les gyroscopes dans les bassins de circulation et pour les cylindres dans les bassins de circulation. Dans le tableau des données de référence, on a déterminé l’apport en oxygène moyen pour un flux de volume d’air de 2 m³/m³·h dans le cas de l’aération à air comprimé effectuée dans de bonnes conditions.
Dans le cas de systèmes à mélange et aération séparés, on indique en raison des conditions spécifiques données ici un apport en oxygène s’élevant à 1,5 m³/m³·h.
Le rendement de l’oxygène des systèmes d’aération à air comprimé est calculé à partir de la capacité d’apport en oxygène dans l’hypothèse d’une consommation spécifique d’énergie de 5,5 Wh/m³·h des générateurs d’air comprimé. Pour la détermination des valeurs d’apport en oxygène et des valeurs de rendement de l’oxygène dans les conditions de service, la valeur α est fixée à 0,6.
Dans le cas des systèmes d’aération en surface, on prend en considération dans des conditions favorables les valeurs moyennes d’apport en oxygène et de rendement de l’oxygène pour une puissance volumique de 35 W/m³. La valeur α servant à la conversion des valeurs d’eau pure en valeurs d’eaux usées est de 0,9. Les conditions moyennes figurant dans le tableau des données de référence ont été fixées aussi bien pour les systèmes d’aération en surface que pour les systèmes d’aération à air comprimé à 75% des valeurs correspondant à de bonnes conditions.
Les résultats des mesures d’apport en oxygène qui ont permis d’établir le premier tableau des données de référence datent de l’époque précédant 1989. Comme des augmentations non négligeables de rendement ont eu lieu en particulier dans le domaine de l’aération à air comprimé grâce au développement des aérateurs à membrane et des générateurs d’air comprimé, on peut aujourd’hui obtenir des degrés spécifiques d’utilisation de l’oxygène [%/m] et des rendements de l’oxygène [kg/kWh] jusqu’à 40 % supérieurs aux valeurs indiquées dans l’ancien tableau des données de référence.
Nous renonçons donc à présenter ces données désormais dépassées.
Les valeurs actuelles peuvent être uniquement atteintes dans les cas où l’on a installé des aérateurs ayant un dégagement optimal de gaz et où l’on utilise en même temps des générateurs d’air comprimé ayant de très faibles besoins spécifiques en énergie. Dans le cas des systèmes d’aération à recirculation séparée, il est nécessaire d’utiliser des agitateurs qui assurent une pénétration du mur de bulles d’air qui se forme lors de l’aération, afin de produire un flux de circulation dans les canaux de circulation.
On n’a pas observé par contre d’augmentations de productivité pour les systèmes d’aération en surface en comparaison avec l’année 1989, si bien que ces données de référence continuent à rester valables : (voir tableau 1)
Tableau 1 :Tableau des valeurs indicatives pour systèmes d’aération en surface (1989)
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Tableau de rendements pour systèmes d’aération en surface [toutes les valeurs en kg O2/kWh] |
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|---|---|---|---|---|
| Système | Eau pure | Service | ||
| bon | moyen | bon | moyen | |
| Gyroscope dans bassin de mélange | 1,7 | 1,3 | 1,5 | 1,15 |
| Gyroscope dans bassin de circulation | 2,1 | 1,6 | 1,9 | 1,4 |
| Cylindres dans bassin de circulation | 1,7 | 1,3 | 1,5 | 1,15 |
Actuellement, les tableaux de données de référence n’indiquent plus que les systèmes couvrants ainsi que les systèmes avec recirculation et aération séparées (voir tableau 2).
Tableau 2: Tableau des valeurs indicatives modifiées pour systèmes d’aération à air comprimé (2007)
| Tableau de rendements pour systèmes d’aération à air comprimé | ||||
|---|---|---|---|---|
| Système | bon | moyen | ||
| SSOTE [%/m] | SAE [kg/kWh] | SSOTE [%/m] | SAE [kg/kWh] | |
| Conditions d’eau pure | ||||
| Eléments couvrants | 8,0 | 4,5 | 6,0 | 3,4 |
| Recirculation et aération | 6,7 | 4,2 | 5,0 | 3,2 |
| Conditions de service | ||||
| Eléments couvrants | 4,8 | 2,7 | 3,6 | 2,0 |
| Recirculation et aération | 4,1 | 2,5 | 3,1 | 2,0 |
Si l’on a recours au tableau de données de référence pour le choix de systèmes d’aération, il faut impérativement prendre en considération que l’on peut bien entendu constater dans les cas particuliers aussi bien des degrés d’utilisation d’oxygène et des rendements de l’oxygène plus élevés que plus bas.
Les deux chiffres caractéristiques dépendent pour les systèmes d’aération à air comprimé du réglage effectué entre l’insufflation d’air dans les éléments, la densité d’occupation, la profondeur de l’eau, le comportement de dégagement de gaz, le type de production de l’air comprimé, l’installation de dispositifs de verrouillage, etc.