Une bonne oxygénation des effluents se révèle essentielle pour le bon déroulement du traitement biologique aérobie. Dans les cas les plus difficiles, notamment les effluents industriels, le dopage à l'oxygène pur est une solution intéressante. Air Liquide a donc développé il y a quelques années, en partenariat avec Milton Roy Mixing, un oxygénateur de surface permettant de transférer l'oxygène pur dans les bassins d'aération, le Turboxal. Les deux entreprises ont célébré le 10 juin dernier le succès de ce partenariat à l'occasion de la sortie du 100ème Turboxal.
L?emploi d'oxygène pur est une alternative intéressante pour les exploitants de stations d'épuration lorsqu'il s'agit de faire face à une augmentation de la pollution sans avoir à engager des investissements lourds.
Cette solution permet aussi aux exploitants de faire face à des surcharges périodiques, notamment en période estivale où l'on observe régulièrement des hausses de volumes d'effluents. Elle permet également de résoudre d'autres problématiques telles que l'apparition de nuisances olfactives ou d'émissions de COV.
Le Turboxal' est un oxygénateur flottant composé d'un groupe moto-réducteur, d'un flotteur torique protégeant les parties mobiles de tout corps étranger, d'un ensemble turbine auto-aspirante/hélice, en rotation autour d'un arbre creux vertical.
Son principe de fonctionnement est assez simple : l'oxygène pur, introduit dans l'arbre creux, est mis en contact avec les effluents par l'intermédiaire de la turbine. L?hélice inférieure reprend ce mélange et l'envoie vers le fond du bassin assurant un rendement de transfert 1,5 fois supérieure à celui obtenu avec une technologie classique (venturi - éjecteur - tuyère) avec un bon brassage (débit hydraulique mis en jeu jusqu'à 14.000 m3/h).
Le caractère auto-aspirant du Turboxal ?lui permet en outre de fonctionner à l'air lorsque les besoins en oxygène sont faibles et ainsi de minimiser les consommations d'oxygène pur, donc les coûts opératoires.
Il a été conçu pour répondre avec plus d'efficacité aux besoins d'injection d'oxygène pur dans des bassins d'aération de faible hauteur d'eau (inférieure à 5 m) ou des lagunes aérées ou encore dans des bassins dans lesquels l'installation d'équipements submersibles de fond est impossible.
Avec quelques contraintes détaillées dans un cahier des charges très précis : un appareil exploitant l'efficacité de la turbine auto-aspirante, surmontant les contraintes connues des lagunes en traitement d'eau, d'une capacité d'injection de 100m3/heure de gaz à pression atmosphérique, avec un rayon d'action d'agitation dans les bassins de 15 à 20 mètres, consommant le moins d'énergie possible avec une possibilité d'adaptation dans les bassins comme dans les lagunes.
Ce cahier des charges a donné naissance au Turboxal, fruit d'un partenariat scientifique et industriel exemplaire entre Air Liquide qui s'est chargé du développement et Milton Roy Mixing (ex Robin Industries) qui occupe une place de tout premier plan sur le marché de l'agitation et qui s'est chargé de la fabrication et assure le support technique du Turboxal.
Cette innovation, fruit de ce développement en commun, a rencontré un vif succès auprès des industriels comme des sociétés de traitement de l'eau. Succès qui a conduit à de nouveaux développements menés en 2003 qui ont permis d'accroitre les performances du Turboxal de l'ordre de 20% tout en diminuant notamment les coûts d'exploitation. La durée de vie et la fiabilité du matériel a également fait l'objet d'un soin particulier.
Pour Olivier Perrin, Président de Milton Roy Mixing, « Ce succès est le fruit d'une collaboration exemplaire entre deux entreprises très attachées à l'innovation dont la philosophie, très proche, repose sur une logique d'amélioration constante ».
Quel avenir désormais pour le Turboxal ? Pour Etienne Thomas, Environment Market Manager chez Air Liquide, « les perspectives sont bonnes sur le marché de l'environnement plus particulièrement sur le segment du dopage à l'oxygène pur ».
Mais les qualités intrinsèques du Turboxal permettent d'envisager de nouveaux marchés et de nouvelles applications : « On peut notamment utiliser le Turboxal avec d'autres gaz comme par exemple de l'oxygène basse pression en provenance d'un ozoneur, ou encore de l'ozone pour réduire la production de boues sur un bassin biologique » explique Etienne Thomas.
De nouveaux développements ont par ailleurs été engagés par les deux partenaires qui devaient aboutir début 2009 à un nouvel appareil plus adapté aux problématiques émergentes : au-delà de l'aération, une meilleure adaptation aux nouvelles applications de type émissions d'odeurs, de solvants et des gains importants : une économie de 80% en terme de gain énergie aération, de 30% sur le bilan carbone et de 10 % en coûts d'exploitation.
« A titre d'exemple, sur une station de 30.0000 EH, cela pourrait se traduire par une centaine de tonnes de CO2 émis en moins à l'année et de 20 à 25.000 euros d'économies d'énergie sur la partie aération » souligne Etienne Thomas.
