Vue aérienne de la station d'épuration

Station d'épuration de Bleesbruck (Nordstad)

Ancienne station

Historique

Réseau de collecte

Le réseau d'évacuation raccordé à la station de Bleesbruck date depuis 1960 et a été étendu au fil des années deduis Diekirch et Ettelbruck à l'ensemble de la région Nordstad.
Actuellement il couvre grosso-modo les localités de Nommern, Schrondweiler, Cruchten, Colmar-Berg, Welsdorf, Schieren, Ettelbruck, Warken, Erpeldange, SIDEC, Burden, Ingeldorf, Diekirch, Herrenberg, Gilsdorf, Bettendorf, Seltz, Tandel, Walsdorf, Bastendorf et Brandenbourg. Le réseau est du type mixte (eaux usées et pluviales dans les mêmes canalisations) et il est en gros constitué de 30 km de collecteurs, 60 déversoirs d'orage, 8 bassins d'orage et 10 stations de pompage.

Construction et agrandissements

La station d'épuration de Bleesbruck avait été construite en 1963 et conçue pour traiter par voie biologique une charge polluante de 62.100 EH (Equi-valent-Habitants) des villes de Diekirch et d'Ettelbruck.
Actuellement elle couvre une superficie de 3 hectares et présente une capacité épuratoire de 100.000 EH, soit 30.000 m3/jour
Elle a depuis lors fait l'objet d'agrandissements et de modernisations continuels.

Plan de la station

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Traitement des eaux usées

1) Entrée des eaux
Les eaux parviennent gravitairement via des tuyaux DN 800 mm à la station d'épuration par des canalisations situées à une profondeur de 5 mètres, donc en-dessous du niveau du lit de la Sûre.
2) Limiteur de débit
Pour protéger la station contre des débits excessifs par temps pluvieux ou lors des crues de la Sûre (maximum 1.670 m3/heure), une vanne régulatrice est installée sur la canalisation d'amenée en entrée de station.
3) Dégrillage grossier
La première étape physique du prétraitement concerne l'élimination automatique des déchets grossiers d'une taille supérieure à 15 mm, ceci surtout pour éviter des colmatages au niveau de la station de pompage en aval.
L'enlèvement se fait via passage à travers de deux grilles jumelées avec raclage automatique des refus à contre-courant, installées au sous-sol d'un bâtiment spécialement conçu à cette fin.
Les déchets sont alors relevés dans ledit bâtiment par herses du sous-sol jusqu'au rez-de-chaussée, où ils sont pressés (60% de réduction de volume), puis convoyés vers un conteneur, lequel est évacué par camions vers la décharge SIDEC.
L'air ambiant à l'intérieur de l'immeuble est vicié par les eaux d'égout et par les déchets nauséabonds extraits et peut causer un danger pour le personnel. Voilà pourquoi l'atmosphère y est surveillée en permanence et l'air est extrait pour être désodorisé par biofiltration sur composte.
4) Station de relèvement des eaux brutes
Les eaux entrantes étant situées à une profondeur de 5 mètres, s'écoulent dans un puisard de 140 m3 de contenance, d'où elles sont ensuite relevées de 11 mètres par 6 groupes de pompage centrifuges (5x360m3/h + 1x100 m3/h) au-dessus du terrain. Elles transitent ensuite gravitairement à travers les divers ouvrages de traitement suivants jusqu'à leur rejet dans la Sûre.
5) Installation de réception pour vidangeuses
Les déchets hydrosanitaires liquides provenant du curage de canalisations, du nettoyage de puisards ou de bassins d'orage, tout comme les boues épuratoires d'autres stations d'épuration, sont amenés par camions-vidangeurs vers Bleesbréck pour y être traités. A cet effet, ils sont réceptionnés dans une installation spéciale dotée de sondes de mesure (débit, pH et conductivité électrique), d'un dégrilleur fin (6 mm), d'une unité de dessablage et de deux silos d'entre-stockage de 30 m3 chacun. L'installation est complétée par un conteneur drainé conçu pour réceptionner les décantations solides bennées des vidangeuses. L'atmosphère du local est surveillée et désodorisée via filtre à composte.
6) Dégrillage fin
Le restant des déchets nageant dans l'eau est alors enlevé par filtrage à travers un dégrilleur fin automatique de 6 mm à lamelles mobiles, dont les détritus extraits subissent un lavage-compactage avant d'être convoyés vers un conteneur à évacuer vers la décharge SIDEC. L'air vicié généré dans le bâtiment de dégrillage fin est également désodorisé via filtre à composte.
7) Analyse des eaux
Les eaux entrantes sont analysées du point de vue pollution (pH, conductivité électrique, demande chimique en oxygène DCO, température) et débit, afin de parer à des anomalies sur le réseau d'acheminement, et dans le but de régler de manière optimale les processus épuratoires à suivre. Ces mesures permettent également de détecter des accidents survenus sur le réseau de collecte.
8) Dessableur aéré, dégraisseur-déshuileur
Deuxième étape du prétraitement physique comprenant une séparation des huiles et graisses par flottation, et l'élimination des sables et graviers inertes (0,3 mm) par un dessableur aéré longitudinal (360 m3 d'air/heure) d'un volume de 170 m3, suivi d'un laveur/classificateur. Le traitement dure environ 16 minutes (temps sec). Le bâtiment voit son air vicié traité par filtre à composte. Les huiles et graisses sont pompées dans les tours de digestion et le sable est lavé et évacué conjointement avec celui de l'installation de réception pour vidangeuses vers la décharge SIDEC.
9) Premier réacteur biologique haute charge
Le 1er traitement biologique s'opère par boues activées à haute charge avec une aération fines bulles, dans un bassin rectangulaire de 30m de longueur et de 14m de largeur constituant une capacité d'environ 1230 m3, installé dans un hall doté d'un traitement de l'air vicié par filtre à composte.
Les eaux usées y sont mélangées (à raison de 50 à 100%) avec des bactéries liquides se nourrissant de la pollution contenue dans l'eau à épurer.
Cette matière vivante nécessitant beaucoup d'oxygène pour respirer, requiert un apport continu d'air produit par deux compresseurs (un bi-vitesse et un avec régulateur de fréquence, soit maximum de 5.000 m3 d'air/heure) installés au rez-de-chaussée de la station de pompage des eaux brutes.
Lors de cette étape d'aération et de mélange avec la faune bactérienne, surtout la pollution carbonée est éliminée et on parle d'une épuration de degré secondaire. L'activation dure environ 1,9 heures (temps sec). Parfois fautil adjoindre un agent chimique anti-moussant. L'air vicié du hall est extrait par deux turbo-ventilateurs présentant une capacité de 7500 m3 / heure chacun.
10) Précipitation du phosphore
Le bassin d'activation de la première biologie permet aussi l'élimination chimique du phosphore par co-précipitation, grâce à l'adjonction de AlCl3. via pompes doseuses (10 à 30 litres/heure). Cette étape constitue déjà une partie du traitement tertiaire de l'eau.
11) Décanteurs intermédiaires
Le flux du mélange des eaux usées avec boues activées issu de la première biologie est hydrauliquement partagé en deux de manière à pouvoir alimenter par leur centre deux décanteurs circulaires plats identiques avec pont-racleurs (22 mètres de diamètre, 1,90 mètres de profondeur) et 740 m3 de contenance chacun.
Les boues biologiques, plus lourdes que l'eau, s'y décantent et sont raclées au fond du bassin dans un silo de 40 m3, d'où elles sont extraites par pompage (3 unités à 350 m3/heure) pour être recirculées en tête de station (taux de recirculation 50 à 100%), de manière à pouvoir y épurer à nouveau des eaux usées entrantes.
L'eau épurée surnageante, débarrassée des boues biologiques, se déverse en périphérie des bassins par débordement. Le temps de séjour est d'environ 2,3 heures (temps sec).
12) Conteneur analytique de contrôle (LIFE)
Les paramètres biochimiques (température, teneur en matière sèche, en oxygène, en azote et en phosphore) des processus de traitement sont mesurés en continu (on-line) et permettent une régulation optimale des réacteurs grâce à l'assistance d'un programme de simulation des processus épuratoires mis au point dans le cadre d'un projet de recherche européen LIFE.
13) Déversement intermédiaire
Les eaux ayant subi le premier traitement biologique ont déjà un degré d'épurement assez élevé, de sorte que par temps pluvial elles peuvent en partie être déversées dans la Sûre.
De cette manière le traitement biologique à la suite peut se limiter au débit de temps sec, correspondant à environ 600 m3/heure.
14) Flux de contournement
Une partie des eaux usées (10 à 20% du débit d'entrée avec plafonnement à 200 m3/heure) contourne la première biologie pour se voir épurée directement dans la deuxième biologie, où elle sert surtout comme source à carbone pour l'élimination biologique de l'azote (nutriment indispensable pour la flore nitrifiante). Le débit de ce flux est régulé automatiquement en fonction de la quantité des eaux brutes entrantes en tête de station.
15) Deuxièmes réacteurs biologiques faible charge
La deuxième étape du traitement biologique par boues activées est effectuée à faible charge dans deux bassins circulaires (20 mètres de diamètre et 1,80 mètre de profondeur) d'une capacité d'environ 570 m3 chacun.
Cette filière assure avant tout l'élimination de l'azote par nitrification, ceci sur 1,9 heures (temps sec). Dans cette étape du traitement tertiaire, l'aération se fait par grosses bulles. Les compresseurs (3 unités à 2.300 m3 d'air/heure) sont installés au même hall que ceux de la 1ère biologie.
16) Décanteurs secondaires
Les effluents de la seconde biologie alimentent deux décanteurs secondaires coniques (Dortmund) de 12 mètres de diamètre, de 10,5 mètres de profondeur maximale et d'une contenance de 360 m3 chacun. Les eaux y séjournent pour décantation pendant 1,2 heures (temps sec). Les boues sédimentées sont repompées à raison de 300 m3/heure par bassin vers les réacteurs de nitrification (taux de recirculation 100%).
17) Rejet des eaux épurées dans la Sûre
Les eaux issues des décanteurs secondaires sont acheminées hors de la station d'épuration pour être finalement déversées dans la rivière Sûre.

Traitement des boues

1) Recirculation et purge
Les boues retenues dans les décanteurs intermédiaires et secondaires sont recirculées en permanence par pompes vers respectivement la première et la deuxième biologie (taux de recirculation 50 à 100%).
La pollution des eaux est transformée comme nutriment en matière vivante sous forme de boues biologiques, lesquelles doivent nécessairement être régulièrement purgées du circuit. Ces boues en excès ont soutirées des circuits épuratoires via des groupes motopompe (extraction : biologie haute charge=500 m3/j + biologie faible charge=50 m3/j).
2) Homogénéisation des boues excédentaires
Les boues en excès des deux biologies sont amenées par diverses stations de pompage installées à côté des réacteurs biologiques vers un silo de mélange et d'entrestockage de 100 m3 de capacité.
Elles y sont homogénéisées par malaxage en attendant leur traitement d'épaississement.
3) Floculation et épaississement
Ces boues liquides accusent une teneur en eau de 99%. Afin de faciliter leur traitement ultérieur, elles sont d'abord concentrées et épaissies par tapis filtrant (2 machines à 30 m3/h correspondant à 320 kg MS/h) jusqu'à 94% d'humidité.
Cette opération nécessite l'adjonction d'un agent chimique de floculation (polyélectrolythes cationiques à raison de 6 ml/kgMS) et se solde en fin de compte par une diminution considérable (80%) du volume des boues.
Les eaux filtrées sont retournées gravitairement en tête de station pour être ensuite épurées conjointement avec les eaux brutes.
L'air vicié du bâtiment de traitement des boues est évacué par aspiration pour alimenter les aérateurs des bioréacteurs à boues activées à haute charge et faible charge.
4) Digestion mésophile anaérobique
Les boues épaissies sont ensuite pompées vers les tours de digestion (2 réacteurs à 1.000m3).
La décomposition des matières organiques des boues jusqu'à leur minéralisation (entrée 70% et sortie 50%) y a lieu en anaérobiose à une température d'environ 36 °C tout en étant accompagnée d'une production de biogaz (CO2 et CH4). Le processus de digestion dure 21 jours (3 semaines).
5) Biogaz
Le biogaz produit (environ 1.300 m3/jour) est stocké dans un gazomètre de 750 m3 (diamètre 11m, hauteur 7m) afin d'être utilisé pour le chauffage des digesteurs et des bâtiments de service.
Une installation de cogénération (énergie/chaleur) est prévue pour une utilisation plus performante du biogaz. Les excès de gaz sont brûlés à l'air libre par une torchère
6) Entrestockage des boues digérées
Les boues minéralisées des digesteurs sont pompées vers deux silos d'entrestockage et de malaxage (2 x 150 m3) avant leur déshydratation.
7) Floculation et déshydratation
Les boues sont ensuite mélangées avec des polyélectrolythes cationiques (27 ml/kgTS). Puis, elles sont déshydratées de 97% à 30% par des centrifugeuses (2 machines à 27 m3/h, soit 800 kg MS/h), tournant à 3.600 tours/minute, ce qui amène une réduction de volume de 90%.
8) Entrestockage des centrifugeats
Les centrifugeats, fort chargés, sont repompés vers un silo d'entrestockage de 100 m3, de sorte qu'ils pourront être réinjectés pour épuration dans le flux des eaux usées en tête de station par dosage en-dehors des pointes de charge (nuit).
9) Evacuation
Les boues déshydratées (environ 2.200 t/an) sont évacuées par conteneurs (6 m3) pour être valorisées, soit par co-compostage ou de gazéification dans l'installation SOIL-CONCEPT à Friedhaff, soit par co-incinération dans une centrale thermique à l'étranger.

Divers

1) Poste de commande
La station est entièrement gérée de manière centralisée moyennant un réseau informatique par câbles à fibres optiques.
La salle de commande centrale permet également de télésurveiller et de télécommander via le réseau téléphonique PT ou GSM les autres installations (stations d'épuration, stations de pompage, bassins d'orage) du SIDEN.
2) Filtre d'air vicié à composte
L'air vicié des bâtiments de dégrillage grossier, de dégrillage fin, de dessablage et d'activation primaire est désodorisé via un filtre à composte de 600 m2 de surface.
3) Production d'air
L'air requis pour les réacteurs biologiques et pour le dessableur-déshuileur est produit par un ensemble de 7 compresseurs à pistons rotatifs installés dans un bâtiment technique, lequel abrite également les 6 groupes de pompage des eaux brutes d'entrée ainsi que la distribution de l'énergie électrique MT/BT.
4) Energie électrique
La station est alimentée par ligne MT 20.000 Volts depuis le réseau CREOS et dispose de deux transformateurs à 630 kVA chacun.
Elle dispose en sus d'un groupe de secours de 575 kVA pour suppléer en cas de pannes d'approvisionnement de l'énergie électrique.
5) Eaux industrielles
Le site dispose de son propre réseau d'approvisionnement en eau industrielle, doté de deux forages-captages d'une profondeur approximative de 80 m et de deux groupes hydrophores (à 25 m3/h). L'eau industrielle est utilisée à des fins de lavage et de préparation de réactifs chimiques.
6) Laboratoire
La station dispose d'un laboratoire central permettant d'analyser tant les eaux usées que les boues et les divers paramètres biochimiques des réacteurs de traitement.
7) Atelier avec magasin mécanique
Le site regroupe un atelier mécanique central (430 m2) avec magasin de pièces de rechange et machines-outils, permettant d'effectuer en pleine autonomie toutes les réparations mécaniques requises pour l'exploitation et la maintenance de l'ensemble des équipements techniques.
8) Atelier avec magasin électro-informatique
Similairement le site abrite-t-il un atelier central (70 m2) avec pièces de rechange garantissant un entretien/modification autonomes de l'ensemble des sujétions électriques, analytiques et informatiques.
9) Garage central
La station est dotée d'un garage central (280 m2) permettant d'effectuer en pleine autonomie toutes les réparations requises pour l'exploitation et la maintenance de l'ensemble du charroi et des équipements mobiles spéciaux du syndicat.
10) Remise pour charroi
Le site présente des garages et un vaste hall (320 m2) pour l'abritage du charroi et du parc des autres machines mobiles.
11) Maison de garde
Dans le but d'encadrer et de surveiller au plus près les installations de Bleesbréck, le site a été doté d'une maison de garde, où habite un chef de réseau du syndicat.
12) Bâtiments administratifs et techniques syndicaux du siège du SIDEN
Le bâtiment-siège principal du SIDEN, regroupant les services administratifs, techniques et analytiques, ainsi que le réseau d'exploitation Centre, se trouve situé sur l'emprise de la station d'épuration de Bleesbréck. Il en est de même d'un bâtiment annexe hébergeant le service électroinformatique.
  
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