Présentation des articles 57 

La Figure 4.1 présente les articles (numérotés de 1 à 5) ainsi que les connexions les reliant entre eux et à la méthodologie de prédiction, de diagnostic et de réduction du foisonnement filamenteux.

L’Article 1 avait pour objectif d’identifier des opportunités de réduction de coûts reliés à l’instabilité et quantifier en termes de coûts un évènement de foisonnement filamenteux. Ce

calcul de coûts d’exploitation peut par la suite fournir une base pour évaluer la profitabilité de projets d’amélioration au niveau des procédés en amont ou du traitement des eaux usées qui viseraient l’atténuation ou l’élimination des sources du foisonnement. Cette base s’inscrit bien dans le cadre de la méthodologie de prédiction, de diagnostic et de réduction du foisonnement filamenteux. L’Article 2 cherchait à évaluer l’utilisation de méthodes de surveillance basées sur l’ATP pour l’identification de problèmes opérationnels reliés à la microbiologie des boues activées. Les objectifs spécifiques étaient de fournir aux opérateurs un signal d’alerte rapide et fiable pour les problèmes de foisonnement filamenteux et d’améliorer la compréhension des causes et des symptômes de ce problème. Dans l’Article 3, un modèle mécaniste de boues activées qui reflète les caractéristiques propres aux effluents de l’industrie des pâtes et papiers est développé et utilisé pour une meilleure compréhension des causes du foisonnement filamenteux. Ce nouveau regard sur les causes peut être utilisé par la suite dans un contexte de diagnostic. L’Article 4 visait à modéliser les relations non linéaires entre les variables exprimant la qualité de la décantation et les données reliées à l’état de santé des boues activées, à l’aide des réseaux de neurones. Les objectifs spécifiques étaient de démontrer que l’ATP peut aider à améliorer la performance des RN dans l’obtention d’un signal d’alerte pour le foisonnement, et d’utiliser ces résultats afin de prévoir les problèmes de foisonnement. Le lien secondaire entre les articles 2 et 4 exprime l’alimentation de données sur l’état de santé des boues activées aux RN testés dans l’Article 4. En effet, cette information a été primordiale à l’amélioration de la performance des RN à prédire d’avance le foisonnement.

L’objectif commun de ces quatre articles est de mieux comprendre les problèmes de foisonnement filamenteux, sous différents angles. L’information que chacun d’entre eux apporte a intérêt à être centralisée. Le dernier maillon de la chaîne d’articles présentée à la Figure 4.1 est donc la méthodologie de prédiction, de diagnostic et de réduction des problèmes de foisonnement. Ceci constitue le modèle hybride du système étudié tirant profit des éléments mécanistes et empiriques discutés plus haut. Cette méthodologie cherche également à identifier le début du foisonnement filamenteux, ses sources et les facteurs contribuant à son occurrence, dans une usine de pâtes et papiers. Les liens clés entre les articles 1, 3 et 4 et la méthodologie de prédiction, de diagnostic et de réduction du foisonnement seront approfondis dans la section « Synthèse ».

THÈME: Prédiction, diagnostic et réduction du foisonnement filamenteux

Développement d’une méthodologie de prédiction, diagnostic et réduction du foisonnement filamenteux THÈME: Coûts d’exploitation reliés à l’instabilité.

TITRE: Operating costs related to instability in a pulp

and paper activated sludge treatment system

Estimation des économies de coûts d’exploitation associés à l’instabilité, plus particulièrement au foisonnement filamenteux, dans un procédé de boues activées.

THÈME: Utilisation de l’ATP comme signal d’alerte pour le foisonnement filamenteux.

TITRE: Early warning signs of bulking in an activated

sludge system through interpretation of ATP data in a systems analysis context

Obtention d’un signal d’alerte pour le foisonnement filamenteux avec l’ATP, associé à la capacité de stockage de DCO rapidement biodégradable des bactéries filamenteuses.

THÈME: Modélisation du procédé de boues activées traitant des effluents papetiers.

TITRE: Modelling thermomechanical pulp and paper

activated sludge treatment plants to gain insight on the causes of bulking

Utilisation d’un modèle de boues activées adapté aux pâtes et papiers (ASMP) pour améliorer la compréhension des causes du foisonnement filamenteux.

THÈME: Prédiction du foisonnement avec des réseaux de neurones

TITRE: Prediction of activated sludge filamentous

bulking with neural networks and ATP data

Utilisation de l’ATP pour améliorer la performance de réseaux de neurones et incorporation de ces derniers dans un système d’alerte pour le foisonnement filamenteux.

THÈME: Impacts de l’intégration de procédés de bioraffinage sur le traitement des eaux usées. TITRE: Potential impact on activated sludge treatment

from the implementation of cellulosic ethanol production at a pulp and paper mill

Étude de cas de l’utilisation de ASMP pour l’évaluation des impacts de la production d’éthanol cellulosique sur les boues activées.

: liens clés : liens secondaires

PROCÉDÉ DE TRAITEMENT PAR BOUES ACTIVÉES DANS L’INDUSTRIE

DES PÂTES ET PAPIERS

PROBLÉMATIQUE: FOISONNEMENT

FILAMENTEUX ÉTUDE DE CAS: BIORAFFINAGE

1 2 3

4

5

Finalement, dans l’Article 5, les objectifs spécifiques étaient de simuler les impacts des débits et charges organiques additionnelles provenant de la production d’éthanol cellulosique à l’aide du modèle ASMP et ainsi établir une base pour évaluer les implications au niveau des coûts d’exploitation de cette intégration. Le deuxième lien secondaire illustré à la Figure 4.1 est donc celui qui représente l’utilisation du modèle ASMP développé dans l’Article 3 pour cette étude de cas en bioraffinage. Les impacts de l’intégration de la production d’éthanol ont été simulés à l’aide d’un régime pseudo-permanent représentatif de l’opération de l’usine dans un état non foisonnant. Il s’agissait donc dans cet article d’utiliser le modèle à des fins de conception, mais il n’existe pas de lien direct entre cet article et le foisonnement filamenteux, ce qui explique pourquoi il n’est pas intégré à la méthodologie de prédiction, de diagnostic et de réduction du foisonnement.