www.toulouse-biotechnology-institute.fr www.toulouse-biotechnology-institute.fr Analyse environnementale de scénario de séparation à la source pour une valorisation des ressources des eaux usées Mathilde BESSON 1 , Ligia TIRUTA-BARNA 1 , Etienne PAUL 1 , Mathieu SPERANDIO 1 et Sylvaine BERGER 2 1 TBI, Université de Toulouse, CNRS, INRA, INSA, France. 2 Solagro, France. Session T3 –S8 KN 265946
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Analyse environnementale de scénario de séparation à la ...
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Toulouse Biotechnology Institute • p.20Toulouse Biotechnology Institute • p.20
-100
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0
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150
200
REF URINE BW BW-GW
kgC
O2
-Eq
/ P
E/ y
ear
La séparation à la source, comment ?
• Si Valorisation des eaux grises
Bioréacteur à membrane : 1.5 kWh/m3
Mais de 0.4 à 8 kWh/m3
A l’année % des eaux grises traitées
Chasse d'eau; 5%
Machine à laver ; 10%
Arrosage ; 7%
Nettoyage des voiries; 8%
Avec une valorisation
complète des eaux grises !
Toulouse Biotechnology Institute • p.21Toulouse Biotechnology Institute • p.21
La séparation à la source, comment ?
Extraction évitée :
• 12 m3/EH/an grâce au
économie sur la chasse
d’eau
• 52 m3/EH/an grâce à la
réutilisation des eaux
grises
↗Ressources
en eau
↗ Débit d’étiage
↙ des risques d’eutrophisation
Amélioration du bon état écologique
• Si Valorisation des eaux grises • Nécessite une analyse sur plus de critères :
Toulouse Biotechnology Institute • p.22Toulouse Biotechnology Institute • p.22
La séparation à la source, comment ?
• Besoin en chaleur conséquent !Le traitement TMCS a besoin de travailler avec une prépondérance de NH3 donc avec un couple pH, T adapté :
45°C et pH=9,6 86% de NH3
• Mais procédé sur les eaux noires plus diluées que les urines ou le digestat en STEP.
• Piste d’amélioration : • Récupération de chaleur sur les effluents TMCS
• Toilettes sous vide à très faible chasse (0,5 L/chasse)
• Utilisation d’une chaudière à la place de la cogénération
• Co-digestion des bio déchets -100
-50
0
50
100
150
200
REF URINE BW BW-GW
kgC
O2
-Eq
/ P
E/ y
ear
• Si Valorisation décentralisée des nutriments
Toulouse Biotechnology Institute • p.23Toulouse Biotechnology Institute • p.23
La séparation à la source, oui mais où ?
• L’urbanisme et la taille du projet influencent les résultats :
• Densité urbaine ■ Distances des transport, ■ Production eaux usées m3/m2
• Usage des bâties ■ volume des eaux usées
• L’outil MUSES prend en compte le type d’urbanisme :
Pavillons Continus
Immeubles Discontinus
Immeubles Continus
Centre ancien Grande TourPavillons
Discontinus
Cas d’étude : la Cartoucherie à Toulouse
Toulouse Biotechnology Institute • p.24Toulouse Biotechnology Institute • p.24
Conclusion
Une méthode d’évaluation intégrée a été développée pour analyser des scénarios alternatifs de gestion des eaux usées à l’échelle du quartier• Permet de donner des informations quantitatives pour l’aide à la décision
La séparation à la source permet d’améliorer la récupération du N et P• La demande en chaleur pour la récupération du N est assurée par la cogénération
pour le traitement centralisé mais doit être amélioré dans le cas de traitement décentralisé
Sans valorisation des eaux grises les scénarios de séparation à la source permettent une diminution du changement climatique :• Grâce au flux de N2O évité par le traitement par TMCS de l’azote et non la boue
activée• Grâce à la valorisation de l’azote en agriculture
Toulouse Biotechnology Institute • p.25Toulouse Biotechnology Institute • p.25
Perspectives
Evaluation plus aboutie pour la comparaison de la réutilisation des eaux avec ou sans séparation, centralisée ou non.
Quel est l’impact de l’urbanisme sur ces résultats• En terme de transport et d’efficacité de traitement mais aussi d’espace
disponible pour les traitements décentralisés
Echelle optimale pour la digestion décentralisée
MERCI DE VOTRE ATTENTIONTravaux financés dans le cadre des projets :
Toulouse Biotechnology Institute • p.27Toulouse Biotechnology Institute • p.27
Références
• Bisinella de Faria, A.B., 2016. Development of an integrated approach for wastewater treatment plant optimization based on dynamic modelling and environmental assessment. Université de Toulouse, Toulouse, France.
• Bonhomme, M., 2013. Contribution à la génération de bases de données multi-scalaires et évolutives pour une approche pluridisciplinaire de l’énergétique urbaine (Thèse de doctorat en Génie Civil). Laboratoire de recherche en architecture et Laboratoire matériaux et durabilité des constructions - Université de Toulouse, France.
• Lienert, J., Bürki, T., Escher, B.I., 2007. Reducing micropollutants with source control: substance flow analysis of 212 pharmaceuticals in faeces and urine. Water Science & Technology 56, 87. https://doi.org/10.2166/wst.2007.560
• Ottoson, J., Stenström, T.A., 2003. Faecal contamination of greywater and associated microbial risks. Water Res. 37, 645–655. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(02)00352-4
• Richter L., Wichern M., Grömping M., Robecke U., Haberkamp J. 2019 Ammonium recovery from process water of digested sludge dewatering by membrane contactors. At IWA Membrane technology Conference for Water and wastewater treatment and reuse. June 2019 Toulouse, France.
• Schönning, C., Leeming, R., Stenström, T.A., 2002. Faecal contamination of source-separated human urine based on the content of faecal sterols. Water Research 36, 1965–1972. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(01)00427-4
• Verstraete, W., Vlaeminck, S.E., 2011. ZeroWasteWater: short-cycling of wastewater resources for sustainable cities of the future. International Journal of Sustainable Development & World Ecology 18, 253–264. https://doi.org/10.1080/13504509.2011.570804
Toulouse Biotechnology Institute • p.28Toulouse Biotechnology Institute • p.28
Références
• Crédit photos
[1] EOOS Available at https://www.laufen.com/en/newsroom-and-press/press-releases/ish-2019
[2] Judith Lienert. Available at http://newatlas.com/nomix-toilet-accepted-in-european-project/14502/
[3] Otterpohl, Presentation: Innovative reuse oriented water concepts high-, medium- and low-tech options. Available at https://cgi.tu-harburg.de/~awwweb/susan/downloads/SuSan_en.pdf