Note ABES Modélisation des décanteurs secondaires : étude en mécanique des fluides numériques de la dynamique de la sédimentation des boues activées Secondary settling tanks modeling : study of the dynamics of activated sludge sedimentation by computational fluids dynamics Décanteurs secondaires Mécanique des fluides numérique Compression Comportement dynamique des décanteurs Vitesse de sédimentation des particules OpenFOAM Dakota Secondary clarifiers Computational Fluids Dynamics Compression Dynamic behavior of clarifier Small WRRF Particle settling velocity OpenFOAM Dakota Sedimentadores secundarios Mecánica de fluidos computacional Compresión Comportamiento dinámico de sedimentadores Velocidad de sedimentación de partículas OpenFOAM DAKOTA 628.16 Analyse par sédimentation Modélisation CFD Eaux usées -- Épuration -- Procédé des boues activées Le procédé à boues activées conventionnel est le plus utilisé pour traiter les eaux usées urbaines. La biomasse (boues activées) croît et forme des flocs biologiques qui doivent être séparés de l'eau traitée. Cette opération s'effectue généralement par gravité dans un clarificateur. Les particules de boues activées sont sujettes à différents comportements de décantation, selon leurs propriétés. La simulation des clarificateurs est probablement le domaine d'application le plus développé de la mécanique des fluides numérique appliquée au traitement des eaux usées. Cependant, l’ensemble des mécanismes de sédimentation ne sont pas toujours représentés de manière complète. Le présent travail a consisté dans un premier temps en l’ajout du mécanisme de compression en tant que terme de second ordre dans l'équation différentielle aux dérivées partielles décrivant la sédimentation de la boue. Les paramètres du modèle ainsi modifié ont fait l’objet d’une identification basée sur des données expérimentales acquises en système fermé. Ensuite, des simulations d’un clarificateur à taille réelle ont permis de valider le modèle sur la base des hauteurs de voiles de boues mesurées et des profils de vitesse des particules. Les petites installations de traitement sont caractérisées par des conditions d’entrée très dynamiques (variations de débits, cycles de marche/arrêt). Ainsi, le modèle validé a été utilisé pour simuler ces conditions particulières de fonctionnement. The conventional activated sludge process is the most widely used process for treating urban wastewater. Biomass (activated sludge) grows and forms biological flocs that must be separated from the treated water. This is usually performed by gravity in a clarifier. Activated sludge particles are subject to different settling processes, depending on their properties. Clarifier simulation is probably the most developed field of application for computational fluid dynamics applied to wastewater treatment. However, all sedimentation mechanisms are not always fully represented. This work began by adding the compression mechanism as a second-order term in the partial differential equation describing sludge sedimentation. The parameters of the modified model were identified based on experimental data from a closed system. Then, simulations of a full-scale clarifier allowed the model to be validated based on the measured sludge blanket height and particle velocity profiles. Small treatment plants are characterized by very dynamic inlet conditions (flow variations, on/off cycles). Thus, the validated model was used to simulate these operating conditions. El proceso de lodos activados convencional para el tratamiento del agua residual es el más usado para remover los contaminantes del agua residual urbana. La biomasa (lodo activado) crece y forma flocs biológicos que deben ser separados del agua tratada. Normalmente esta acción se realiza por medio de la gravedad en un sedimentador. Las partículas de lodo activado pueden someterse a diferentes comportamientos de sedimentación dependiendo de sus propiedades. La simulación de los clarificadores secundarios es probablemente el área más desarrollada para la aplicación de la mecánica de fluidos computacional en el tratamiento del agua residual. Sin embargo, no todos los mecanismos de sedimentación están siempre representados en un modelo. Este trabajo presenta la adición de la compresión como un término de segundo orden en una ecuación diferencial parcial que describe la sedimentación del lodo. La identificación de los parámetros del modelo se realizó a través de experimentos realizados en un sistema cerrado. Luego, simulaciones en un clarificador a escala real permitieron validar el modelo basándose en la medición de la altura del manto de lodos y los perfiles de velocidad de las partículas. Estaciones depurados de pequeña capacidad se caracterizan por una dinámica discontinua de las condiciones de entrada (variaciones en el caudal, ciclos de encendido/apagado). Así el modelo validado se usó para simular estas condiciones operacionales. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 15614223 Université de Strasbourg Strasbourg 2020-12-31 https://theses.hal.science/tel-02526921 application/pdf 8390836 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2019/VALLEMEDINA_MariaElena_2019_ED269.pdf http://www.theses.fr/2019STRAD044/abes https://theses.hal.science/tel-02526921 https://theses.hal.science/tel-02526921 https://theses.hal.science/tel-02526921 Valle Medina Maria Elena 1985-11-20 FR 243215177 https://theses.fr/2019STRAD044 2019STRAD044 https://doi.org/10.70675/d2228370zaae6z40a9z8547z02800d035bb3 2019-11-25 Génie des procédés Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Laurent Julien MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 191368377 Cockx Arnaud MADS_PRESIDENT_DU_JURY 079666949 Laurent Julien MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 191368377 Cockx Arnaud MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 079666949 Lipeme Kouyi Gislain MADS_MEMBRE_DU_JURY_3 096266821 Chica Vicent Sergio MADS_MEMBRE_DU_JURY_4 24321538X Charpentier Isabelle MADS_MEMBRE_DU_JURY_5 135558328 Torfs Elena MADS_MEMBRE_DU_JURY_6 243215444 Cockx Arnaud MADS_RAPPORTEUR_1 079666949 Lipeme Kouyi Gislain MADS_RAPPORTEUR_2 096266821 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 176969721 260728 ddc:620 Laurent Julien Cockx Arnaud Laurent Julien Cockx Arnaud Lipeme Kouyi Gislain Chica Vicent Sergio Charpentier Isabelle Torfs Elena Cockx Arnaud Lipeme Kouyi Gislain École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg) PDF 15614223