1. Contexte du développement des processus
Traditionnelprocédés à boues activéessont matures et capables d’obtenir de bonnes performances thérapeutiques. Cependant, ils nécessitent généralement de vastes superficies, des investissements en capital élevés et présentent une faible adaptabilité aux fluctuations de la qualité et de la quantité de l’eau entrante.
Processus de biofilmoffrent une meilleure stabilité, une forte résistance aux charges de choc, des empreintes au sol plus petites et une élimination efficace des matières organiques. Néanmoins, ils sont confrontés à des problèmes tels que le colmatage des médias filtrants et des difficultés de maintenance.
LeRéacteur à biofilm à lit mobile (MBBR)Ce procédé a été développé à la fin des années 1980 en Europe pour combiner les atouts des deux technologies tout en surmontant leurs principales limites. Depuis, elle est devenue une technologie hybride de traitement des eaux usées très efficace.
2. Principe du processus
Dans les systèmes MBBR, des porteurs suspendus flottants d'une densité proche de celle de l'eau sont ajoutés au réacteur. Grâce à l'aération et au mélange hydraulique, ces porteurs restent en mouvement continu, assurant un contact optimal entre les eaux usées et le biofilm.
Les micro-organismes s'attachent aux surfaces internes et externes des supports, formant des zones aux conditions aérobies, anoxiques et anaérobies. Cela permet une nitrification et une dénitrification simultanées, améliorant à la fois l’élimination de la matière organique et la réduction de l’azote.
Réservoir MBBR-1
Réservoir MBBR-2
3. Caractéristiques techniques
- Encombrement réduit :Ne nécessite qu'environ 20 % du volume du réservoir d'un procédé à boues activées conventionnel.
- Faible entretien :Aucune recirculation des boues ni aucun lavage à contre-courant n’est requis ; les supports ne se bouchent pas facilement.
- Tolérance de charge élevée :Peut gérer des taux de charge organiques élevés tout en maintenant une qualité d’effluent stable.
- Haute efficacité :Faible consommation d'énergie opérationnelle et gestion simple, adaptée aussi bien aux nouvelles installations qu'aux rénovations.
4. Facteurs d'influence clés
Propriétés du porteur :Doit avoir une densité proche de celle de l'eau, une grande surface spécifique, une forte affinité pour le biofilm et un bon comportement de fluidisation.
Oxygène dissous (OD) :Doit être maintenu dans une plage optimale (généralement supérieure ou égale à 2 mg/L) pour équilibrer la nitrification et la dénitrification tout en évitant une consommation d'énergie inutile.
Temps de rétention hydraulique (HRT) :Influence l’efficacité du contact entre la matière organique et les micro-organismes ; doit être optimisé en fonction des caractéristiques influentes.
Température et pH :Les bactéries nitrifiantes fonctionnent mieux à 20-30 degrés, les bactéries dénitrifiantes à 20-40 degrés ; le pH optimal est de 6,5 à 8,5.
Autres facteurs :Le rapport air-/-eau, la turbidité de l'influent, la charge de DCO, l'équilibre des nutriments et la présence de substances toxiques peuvent également affecter les performances.
5. Statut de la demande
International:Largement utilisé dans le traitement des eaux usées municipales et industrielles, notamment les pâtes et papiers, la transformation des aliments, les abattoirs et le raffinage du pétrole. Plus d'une centaine de stations d'épuration à grande échelle basées sur le MBBR-ont été construites dans le monde.
Chine:La recherche en est principalement au stade du laboratoire ou du projet pilote, les applications d'ingénierie-à petite échelle étant plus courantes. Développement de
les nouveaux transporteurs suspendus et la mise à l'échelle-jusqu'à une application industrielle complète restent des domaines à potentiel important.