Atteindre 50 % de réduction de l'empreinte carbone d'ici 2025
Découvrez comment une station de récupération des ressources en eau* prévoit de réduire ses émissions de CO2 grâce à la technologie et des simulations de modèles numériques.
La station de récupération des ressources en eau (STARRE)* de West Lafayette dans l'Indiana, États-Unis, s’est associée à DHI pour se lancer dans une évolution tehcnologique et réduire son empreinte carbone de 50 % d'ici 2025, tout en améliorant la qualité de ses effluents. DHI a développé un plan spécifique pour optimiser le fonctionnement de la station et l'a validé avec le logiciel WEST, utilisé pour la simulation et la modélisation de processus biocinétiques. La solution proposée pour le contrôle en temps réel, l’optimisation du digesteur et l’élimination du phosphore biologique permettra d'atteindre un fonctionnement à 60 % neutre sur le plan énergétique.
Défi
En 2017, le maire de la ville de West Lafayette, Indiana, a lancé un plan d’action climatique pour réduire l’empreinte carbone de la ville. Ce plan était particulièrement axé sur le traitement des eaux usées, l'un des plus grands contributeurs aux émissions de carbone. Dans le cadre de ce plan, l’objectif de la station de récupération des ressources en eau de West Lafayette est de parvenir à une réduction de 50 % de l’empreinte carbone d’ici 2025. Cela a mis la station au défi de repenser et de convertir les méthodes de travail traditionnelles afin de déployer des procédés neutres en carbone tout en étant constamment en deçà des limites autorisées.
Pour atteindre cet objectif, la station s’est concentrée sur l’optimisation de la stratégie opérationnelle actuelle, avec un minimum de modifications sur l’infrastructure existante. Une nouvelle stratégie était nécessaire pour stabiliser la qualité de l'effluent, avec la possibilité de modifier le procédé de traitement à court terme, afin de respecter les limites de rejets en azote total (TN).
Solution
DHI a procédé à une évaluation complète du fonctionnement actuel de la station de récupération des ressources en eau* afin d’identifier le potentiel d’amélioration de l’efficacité. Les solutions possibles ont été testées dans un environnement virtuel avec le logiciel WEST de DHI, pour simuler les processus biologiques afin de quantifier les effets et les avantages des nouvelles stratégies opérationnelles et des nouvelles configurations de process. Un plan d'optimisation a ensuite été élaboré, avec identification des actions prioritaires. La solution fournie a mis en avant les actions suivantes :
- Contrôle de l'aération basé sur les nutriments
Mise en place du contrôle de vitesse à turbo-aérateur à l'aide d'un contrôleur à base d'ammoniac direct, pour réduire l'énergie spécifique et l'énergie totale requise pour l'aération. - Suppression du phosphore biologique
Conversion d'un réservoir de stockage de boues activées par les déchets en un fermenteur latéral pour le retour des boues activées. - Digesteur anaérobique et optimisation de la collecte des biogaz
Utilisation de minuteurs et de contrôles en temps réel pour créer un environnement stable pour la destruction des solides volatiles en suspension et pour optimiser l'équilibre thermique et énergétique du digesteur. - Analyse de l'empreinte carbone
DHI a développé un système de calcul d'empreinte carbone pour West Lafayette afin de surveiller et suivre la réduction des émissions globales de gaz à effet de serre, en équivalent CO2.
Client :
Lieu :
États-Unis
Objectifs de développement durable associés :
ODD 6 : Garantir l’accès de tous à des services d’alimentation en eau et d’assainissement gérés de façon durable
ODD 13 : Prendre d’urgence des mesures pour lutter contre les changements climatiques et leurs répercussions
Technologie :
Résultats
La solution a permis d'améliorer considérablement la qualité des effluents et la performance énergétique de la STARRE*.
Dans l’ensemble, la mise en œuvre du plan d’optimisation devrait générer des économies annuelles estimées à 293 000 USD. DHI et West Lafayette cherchent maintenant à identifier des options de mise en œuvre à moindre coût, qui s’inscriraient dans le budget de la ville pour l’amélioration des processus et la réduction de l’empreinte carbone.
- Meilleure qualité des effluents : < 10 mg/L azote total et < 5 mg/L phosphore total
- Amélioration de l'efficacité énergétique : 60 % d'opérations neutres réalisables
- Économies annuelles : estimées à 293 000 USD
« DHI a établi une feuille de route pour West Lafayette, pour atteindre nos objectifs. Notre projet d'atteindre la neutralité énergétique tout en maintenant des effluents de bonne qualité semble réalisable. »
Dave Henderson
Services des Eaux, Station de récupération des ressources en eau*
Ville de West Lafayette, Indiana, États-Unis d'Amérique
À propos de notre client
La station de récupération des ressources en eau* de West Lafayette est soumise à une charge variable en raison des variations démographiques saisonnières, liées aux logements étudiants de l'Université Purdue. Figurant parmi les villes les plus densément peuplées des États-Unis, West Lafayette compte plus de 30 000 résidents permanents. La station de récupération des ressources en eau* de West Lafayette traite entre 30 000 et 40 000 m² d'eau par jour, selon la saison, qui sont déversés dans la rivière Wabash. Dans le cadre des accords de Paris, le maire de la ville a lancé un plan visant à réduire l’empreinte carbone de la ville, avec un focus particulier sur le traitement des eaux usées.
