La baie de Chesapeake, le plus grand estuaire des États-Unis, a été confrontée à de graves défis environnementaux en raison d’une pollution excessive par les nutriments, principalement par l’azote et le phosphore.
L’installation de récupération de l’eau de Cox Creek (WRF, Water Reclamation Facility), une station de traitement des eaux usées de 15 millions de gallons par jour (MGD), située à Curtis Bay, dans le Maryland, et longeant la baie de Chesapeake, traite les eaux usées de plus de 38 000 foyers et entreprises dans le nord du comté d’Anne Arundel.
L’Agence américaine de protection de l’environnement (EPA) a établi la Charge Brute de Pollution Organique (CBPO) de la baie de Chesapeake en 2010 afin de prendre des mesures visant à restaurer une eau de qualité dans la baie en réduisant les apports en azote, en phosphore et en sédiments provenant de la région.
Avec la croissance du comté, ce qui a entraîné une augmentation de la capacité des installations et une révision des limites strictes en matière de rejets de nutriments, il était nécessaire de moderniser le WRF afin d'améliorer l'élimination des nutriments dans le processus de traitement et de répondre aux exigences de la CBPO.
Cox Creek a choisi la technologie du bioréacteur à membrane (MBR) ZeeWeed* pour son processus amélioré d’élimination des nutriments.
Veolia est l’un des principaux fournisseurs de MBR et plus de onze collectivités de la région de la baie de Chesapeake utilisent notre technologie.
La solution ZeeWeed 500D comprenait le pompage des effluents, un tamisage grossier, l'élimination des sables, une clarification primaire, un tamisage fin à 2 mm, un traitement biologique, un épaississeur gravitaire, un système de contrôle des odeurs, une filtration membranaire et une désinfection à l'hypochlorite de sodium.
L'usine MBR a une capacité nominale de 15millions de gallons par jour (MGD), un débit nominal de 30 MGD et une capacité maximale de 45 MGD, soit un débit maximal de 15 MGD qui doit être traité par le système biologique pour les eaux pluviales (floculation biologique active) afin de respecter au minimum les normes secondaires, conformément à une approche de gestion des débits élevés. BioactifloTM de Veolia a été sélectionné et fourni dans le cadre de l’extension de l’usine afin de respecter les valeurs suivantes . MEST < 30 mg/L, DBO5 < 30 mg/L et TP < 0,3 mg/L.
Le procédé breveté Bioactiflo de Veolia est installé sur huit sites aux États-Unis. L’association d’un réservoir de contact avec les solides biologiques avant le procédé éprouvé Actiflo® de Veolia permet l’élimination de la DBO soluble dans le système, en plus de la réduction exceptionnelle des MEST fournie par l’étape du processus de clarification sur ballast.
La configuration MBR comprenait 8 trains de membranes, avec 11 cassettes par train en une seule rangée, pouvant accueillir 12 cassettes, et 528 modules par train dans des cassettes de 48 modules, soit un total de 4224 modules.
La conception permettait deux trains de traitement parallèles, ce qui offre de nombreux avantages, notamment une réduction de 33 % de la surface de membrane requise, une réduction des besoins en aération des réservoirs à membrane (nombre et taille des diffuseurs) et une réduction de près de 40 % de l'empreinte des réservoirs à membrane et du bâtiment, mais aussi une réduction de l'énergie nécessaire pour maintenir les réservoirs à membrane hors ligne en fonctionnement.
Le projet, qui s’est déroulé en deux phases, a débuté en 2010 et a été mis en service en 2018.
Résultat
La mise en service du MBR ZeeWeed a permis à Cox Creek de répondre aux exigences établies par l’EPA pour la charge brute de pollution organique (CBPO) de la baie de Chesapeake.
L’association de la technologie MBR avec Bioactiflo a permis de réaliser d’importantes économies sur la durée de vie du projet, tant du point de vue du capital que de l’exploitation, en détournant une partie du débit de pointe pendant les événements météorologiques pluvieux vers le Bioactiflo et grâce au système MBR dans des conditions normales d’exploitation. L’application de cette approche de gestion à haut débit a entraîné une réduction de la surface de la membrane de 33 %, une réduction des besoins en aération et une réduction du réservoir à membrane et de l’empreinte du bâtiment de 40 %.
L'expérience et les connaissances de première main de Veolia concernant la baie de Chesapeake et les exigences en matière de CBPO, combinées à nos résultats dans la fourniture de solutions technologiques à grande échelle, ont permis à Cox Creek de répondre à ses obligations et d'envisager une expansion future, tandis que la valeur ajoutée pour l'usine a été maximisée et le coût total du cycle de vie du projet minimisé.
Depuis sa mise en service, ce WRF a été récompensé lors des Peak Performance Awards de la National Association of Clean Water Agencies (NACWA) pour l'excellence continue de son épuration des eaux usées.
Veolia conserve son leadership en matière d'innovation dans le domaine des membranes MBR, avec nos membranes les plus anciennes qui fonctionnent désormais depuis plus de 13 ans sans interruption.