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System-wide Control of Iron-salts Addition in Urban Wastewater Systems to Achieve Optimal Management

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Un nouveau système de déploiement de sels de fer améliore la gestion des eaux usées urbaines

L’ajout de sels de fer pourrait améliorer les systèmes urbains d’approvisionnement en eau en Europe. Un projet financé par l’UE a mis au point un nouveau système permettant de les distribuer de la manière la plus efficace possible.

Alimentation et Ressources naturelles icon Alimentation et Ressources naturelles

L’amélioration de la gestion des systèmes intégrés de traitement des eaux usées urbaines (UWS pour «urban wastewater system») est importante pour répondre aux exigences de la directive-cadre sur l’eau de l’UE et continuera à améliorer la santé et la qualité de vie des citoyens européens tout au long du XXIe siècle. L’ajout de sels de fer dans les UWS présente un certain nombre d’avantages, notamment la prévention des mauvaises odeurs dans les égouts et l’aide à l’élimination du phosphore dans les bioréacteurs de traitement des eaux usées, ce qui peut réduire les effets nocifs de l’eutrophisation. «Au cours des dernières décennies, la sensibilisation accrue à l’impact négatif de l’eutrophisation sur la qualité des masses d’eau et les progrès de la technologie environnementale ont donné lieu à des réglementations plus strictes en matière de traitement des eaux usées et de contrôle des coûts, comme le montre la politique de l’UE», explique Yiqi Liu, professeur associé à la South China University of Technology et coordinateur du projet OPTIUWS. OPTIUWS, entrepris avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, a mis au point un moyen d’exploiter les sels de fer pour aider à éliminer le sulfure d’hydrogène. Outre ses avantages pour l’environnement, le sulfure d’hydrogène entraîne également la corrosion dans les systèmes d’eau. Selon les estimations, rien qu’aux États-Unis, cela entraîne chaque année des dommages d’environ 14 milliards de dollars. «Le dosage des sels de fer est l’une des solutions innovantes capables de prévenir la corrosion et de contrôler les odeurs dans les égouts tout en maximisant l’élimination du phosphore dans les bioréacteurs de traitement des eaux usées et l’élimination du sulfure d’hydrogène du biogaz dans un digesteur anaérobie», explique Yiqi Liu.

Une nouvelle façon de déployer les sels de fer

Le cadre OPTIUWS aide à la prise de décision à l’échelle du système, sur la base d’algorithmes et de logiciels développés spécifiquement pour la gestion des UWS. OPTIUWS. OPTIUWS est un système logiciel qui s’appuie sur une modélisation innovante de capteurs logiciels, des cadres de gestion des défaillances et des technologies qui contrôlent le dosage des sels de fer à l’échelle du système. Le contrôle de l’application des sels de fer réduira considérablement l’utilisation de produits chimiques dans les UWS et pourrait apporter d’importants avantages économiques et environnementaux aux services d’eau urbains. «Ce projet permettra de sensibiliser aux dernières tendances de la recherche sur la gestion des systèmes d’épuration des eaux usées à l’échelle du système, et à ses avantages pour la santé des personnes», remarque Yiqi Liu.

Validation du nouveau logiciel

Les algorithmes, développés dans le cadre du projet OPTIUWS, seront diffusés, mis en œuvre et validés par des entreprises chinoises au cours des deux prochaines années. Cela permettra de promouvoir les UWS dans l’UE et en Chine, en aidant les deux régions à répondre à différents critères de gestion de l’eau, notamment la qualité des effluents, le coût opérationnel et la production de sulfure d’hydrogène. L’initiative contribuera également à la collecte de données sur la récupération potentielle d’énergie ou de nutriments dans les systèmes d’assainissement, en vue d’analyses environnementales et économiques. Le logiciel développé dans le cadre d’OPTIUWS sera librement accessible pour favoriser les discussions scientifiques et l’échange de connaissances, ajoute Yiqi Liu. «Les chances de découvrir des interactions encore inconnues résultant des sels de fer, dans toutes les unités du système d’assainissement, sont élevées», explique-t-il.

Intégration d’OPTIUWS dans la gestion des eaux usées

L’équipe d’OPTIUWS entend collaborer avec les gouvernements de l’UE et de la Chine ainsi qu’avec des entreprises privées, afin de promouvoir la coopération et de remodeler les systèmes décisionnels existants. Cela contribuera à la gestion des eaux usées en Europe et en Chine. Yiqi Liu est reconnaissant que le projet OPTIUWS lui ait donné l’occasion de mettre en œuvre un projet de recherche pluridisciplinaire dans les domaines de la modélisation environnementale, de l’apprentissage automatique et de l’ingénierie de contrôle. «La collaboration à long terme entre la dimension européenne et le monde est également un résultat important du projet OPTIUWS», conclut-il.

Mots‑clés

OPTIUWS, eaux usées, gestion, système, fer, sels, contrôle, ingénierie, logiciel, validation

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