Projet de station d'épuration de Brightwater, États-Unis

Une série d'impressions de la nouvelle usine; modèle d'installation fini (au centre); vue d'artiste des nouveaux espaces publics ouverts (en haut à gauche); exemple de conception de bâtiment sur place (en haut à droite); vue d'artiste des nouveaux habitats humides (en bas à gauche); le futur bâtiment scolaire (en bas à droite).

Schéma du nouveau système d'adduction qui, avec un nouvel émissaire marin et l'usine elle-même, complète le programme de travaux du projet.

Schéma du projet. La capacité de traitement des eaux usées a été identifiée comme l'un des facteurs clés du développement économique futur de la région.

Carte de la zone de service du comté de King. La population de la région de Puget Sound a plus que doublé depuis 1960.

Vue aérienne composite annotée de la plante. Des retards dans les travaux de construction ont reporté l'ouverture de l'usine à fin 2012.

Image principale, une section typique à travers le nouvel exutoire ; un remorqueur met en place des tronçons d'émissaire (en haut à gauche); une section du diffuseur (en haut à droite); blindage de tranchée près du rivage (en bas à gauche); graphique de grues montées sur barge abaissant le segment d'émissaire (en bas à droite).

La construction de la nouvelle usine de traitement des eaux usées de Brightwater devait initialement entrer en service en 2010. Des retards dans les travaux de construction ont reporté l'ouverture de l'usine à novembre 2012.

La construction de l'usine a commencé par des travaux préliminaires de démolition et de dégagement sur le site de 114 acres en novembre 2005. L'installation a une capacité initiale de débit de pointe de 495 000 m³/jour, qui devrait atteindre 645 000 m³ par jour d'ici 2040.

Il dessert 189 000 personnes dans les comtés du nord de King et du sud de Snohomish, près de Seattle, dans l'État de Washington. L'usine a commencé ses opérations en septembre 2011 et était pleinement opérationnelle en novembre 2012.

En plus de la nouvelle usine, le projet nécessitait la construction d'un important réseau de canalisations de transport, ainsi qu'un nouvel émissaire marin pour déverser les effluents traités directement dans le Puget Sound.

La construction de l'émissaire de 600 pieds de profondeur a commencé au début de 2008 et s'est achevée la même année. Une partie importante du système de canalisation de transport est le tunnel de Brightwater (BT), qui a été construit dans les sections BT-1, BT-2, BT-3 et BT-4. Les travaux d'excavation sur BT-1 ont commencé en septembre 2007 et se sont terminés en novembre 2008.

Les travaux sur BT-2 ont été lancés en septembre 2007. Le tunnelier (TBM) pour BT-3 a été lancé en mars 2008 par Vinci, Parsons et Frontier-Kemper (VPFK), tandis que le tunnelier pour BT-4 a été lancé en septembre 2008. Le tunnel BT-4 de quatre milles en direction est a été achevé en juin 2009.

La construction du tunnel BT-3 de quatre milles a repris en octobre 2010 après l'arrêt des travaux en juin 2009 en raison de graves dommages au tunnelier.

La coentreprise Jay Dee Contractors et Frank Coluccio Construction (JDC) a été embauchée pour forer la section restante de 1,9 mille du tunnel BT-3, qui a été achevée en août 2011.

Vinci Construction a terminé l'installation des canalisations dans les tunnels en octobre 2012. L'effluent a commencé à couler en novembre 2012 et le débit moyen journalier de l'usine est d'environ 90 850 m³.

La population de la région de Puget Sound a plus que doublé au cours des 40 dernières années et les projections de croissance continue indiquaient que le système de traitement des eaux usées du comté de King aurait une capacité insuffisante d'ici 2010.

En novembre 1999, le plan régional des services d'eaux usées a été approuvé et le processus d'identification et d'évaluation des sites potentiels, des zones d'exutoires marins et des méthodes de construction d'une nouvelle usine a commencé l'année suivante.

Cela a finalement conduit à la sélection du site de la route 9 pour l'installation prévue en décembre 2003 près de Woodinville, avec un pipeline de transport associé le long de la frontière des comtés de King et Snohomish et un exutoire au large de Point Wells.

Avec un traitement adéquat des eaux usées largement considéré comme l'un des facteurs clés du développement économique régional durable, le conseil régional de Puget Sound a placé Brightwater sur sa liste des dix projets prioritaires en 2004.

Après une série complète d'évaluations d'impact environnemental et un vaste programme de consultation publique, cette sélection de site a été officiellement réaffirmée en juillet 2005 et les travaux préliminaires ont commencé quatre mois plus tard.

Le traitement préliminaire de l'influent est conventionnel, utilisant des tamis nettoyés mécaniquement pour l'élimination des grains et des déchets, les deux processus étant couverts et ventilés pour minimiser les odeurs.

L'approche de traitement primaire traite la majeure partie de l'afflux dans l'usine. Il a une conception traditionnelle et se compose d'unités de clarification rectangulaires couvertes, ventilées par un système de contrôle des odeurs.

Le processus de traitement secondaire utilise la technologie MBR comme alternative à la méthode plus conventionnelle des boues activées. Cette approche comprend des tamis fins de 2 mm pour exclure tous les débris et matières inorganiques restants, un ensemble de bassins d'aération du bioréacteur et les réservoirs à membrane où se déroule la dernière étape d'ultrafiltration (UF).

La conception de l'installation a un potentiel pour jusqu'à 220 cassettes à membrane, offrant une capacité quotidienne moyenne finale de 205 000 m³ d'ici 2040.

La technologie ZeeWeed MBR de GE consiste en un réacteur biologique à croissance en suspension intégré à un système de membrane UF et fournit une qualité d'effluent final sensiblement meilleure que le traitement secondaire conventionnel. Les membranes sont immergées dans le bassin d'aération et baignées dans la liqueur mixte.

Une pompe aspire ensuite l'eau à travers les membranes UF, tandis qu'un flux d'air périodique et intermittent est introduit au bas du module pour nettoyer la surface des fibres de la membrane.

Cette approche surmonte efficacement la mauvaise décantation des boues, qui est souvent caractéristique des procédés conventionnels à boues activées. Il permet également des concentrations de solides de liqueur mixte nettement plus élevées, généralement entre 8 000 mg/l et 10 000 mg/l. Les concentrations élevées de biomasse supportées entraînent l'élimination très efficace des matériaux biodégradables solubles et particulaires.

La combinaison d'effluents de haute qualité et la fiabilité opérationnelle du système ont été des facteurs majeurs dans la décision d'adopter cette technologie.

Lors de débits particulièrement élevés, il est prévu de scinder l'influent après l'étape préliminaire, l'excédent subissant un traitement primaire renforcé avant d'être recombiné avec l'effluent du MBR pour une désinfection à l'hypochlorite de sodium et un rejet à Puget Sound.

Des critères rigoureux ont été établis pour assurer un contrôle efficace des odeurs, le comté de King s'étant engagé à ne pas détecter d'odeurs au-delà des limites du site. Pour ce faire, toutes les unités de traitement sont couvertes et l'air collecté est acheminé à travers le système de contrôle des odeurs.

Celui-ci comprend des épurateurs chimiques à plusieurs étages, avec un étage final d'adsorption de carbone, qui est également utilisé pour traiter tous les gaz du digesteur rejetés par les évents de décompression.

Parmi les quatre classes d'eau récupérée identifiées par l'État de Washington, la classe A est la plus stricte. Cela peut être utilisé pour les processus industriels non potables et l'irrigation.

L'usine offrira initialement une installation de récupération d'eau de classe A de 20 000 m³/j, avec un espace réservé sur place pour une expansion future jusqu'à une production quotidienne finale de 643 520 m³.

Le comté de King recycle avec succès les biosolides depuis plus d'un quart de siècle, en les utilisant pour des applications dans l'agriculture, la foresterie, l'aménagement paysager et le jardinage. Les biosolides de la nouvelle usine subissent des processus d'épaississement, de digestion anaérobie et de déshydratation sur place, avant d'être retirés pour une utilisation bénéfique hors site dans ces points de vente établis.

Comme il sied à un grand chantier de construction moderne, les préoccupations environnementales ont fait l'objet d'une grande attention.

L'eau de pluie qui coule sur le sol nu des chantiers de construction peut rapidement capter une variété de particules et de polluants, qui se retrouvent inévitablement dans les cours d'eau locaux, érodant le sol et augmentant la turbidité des eaux réceptrices. Pour tenter d'éviter cela, des clôtures anti-érosion, des pièges à sédiments et des barrages anti-érosion sont souvent utilisés.

Les traitements chimiques sont également utilisés lorsque les travaux de construction se situent le long de cours d'eau particulièrement sensibles, ou lorsque la construction coïncide avec de fortes précipitations saisonnières ; une situation qui peut créer des problèmes uniques pour la gestion des eaux pluviales. Bien qu'efficace, un tel traitement chimique est coûteux.

Pour éviter cette route coûteuse et maximiser les gains environnementaux et économiques, le site de Brightwater a utilisé la filtration forestière, permettant aux vastes zones d'arbres et de végétation non perturbées du site de traiter les eaux de ruissellement.

Le ruissellement des eaux pluviales de l'extrémité sud du site a été pompé vers un système de pulvérisation installé, qui irrigue la forêt au nord du site en minimisant l'utilisation de produits chimiques tout en respectant les normes appropriées. La filtration au sol en elle-même n'est pas une idée nouvelle, mais elle n'est généralement pas utilisée sur les chantiers de construction et rarement à cette échelle.

Le coût du MBR devait initialement atteindre 30 millions de dollars, avec 50 millions de dollars supplémentaires alloués pour des mesures de contrôle des odeurs à la pointe de la technologie. Le coût total de la construction a été estimé à 280 millions de dollars, avec 88 millions de dollars supplémentaires réservés pour l'aménagement paysager et l'atténuation. Cependant, le coût final était de 1,8 milliard de dollars en raison des retards et de l'inflation.

Hoffman Construction était l'entrepreneur général et le directeur de la construction du projet, responsable des installations de traitement des liquides, de la gestion globale du site et des constructions civiles.

Le système de membrane pour le traitement secondaire a été fourni par GE Water & Process Technologies.

Les services d'ingénierie et d'architecture de l'usine de traitement de Brightwater ont été fournis par la société de conseil en ingénierie CH2M Hill. La société a également fourni le site du projet, le soutien à la construction et les services environnementaux.

La société s'est jointe à des sous-consultants, dont Brown and Caldwell et Mithun Architects + Designers + Planners, pour la conception de l'usine. Les systèmes de flux de solides et de contrôle des odeurs ont été fournis par Kiewit-Pacific dans le cadre d'un contrat de conception-appel d'offres-construction.

Grand Coulee est un barrage-poids sur le fleuve Columbia aux États-Unis, qui sert à l'irrigation, au contrôle des crues et à la production d'électricité.

L'usine de traitement des eaux usées de Westside, située près de la rivière Ohio à Evansville, Indiana, États-Unis, a été modernisée et équipée d'une nouvelle technologie de filtration biologique aérée (BAF) le 25 août 2009.

Avec l'augmentation de la demande d'eau dans la région de la baie de San Francisco en Californie, le programme d'amélioration du traitement et de la transmission de l'eau représente une tentative majeure de l'East Bay Municipal Utility District (EBMUD) pour garantir l'approvisionnement de certaines parties des comtés d'Alameda et de Contra Costa dans l'East Bay - y compris les villes de Berkeley et d'Oakland.

L'enlèvement des barrages hydroélectriques d'Elwha et de Glines Canyon, actuellement en cours dans l'État du parc national olympique de Washington, n'est pas seulement le plus grand enlèvement de barrage au monde, mais également le deuxième plus grand projet de restauration d'écosystèmes dans le système des parcs nationaux américains.

Face à la diminution des approvisionnements, les fournisseurs d'eau doivent innover et se transformer pour éviter la hausse des prix et les futures pénuries.