MBBR VS MBR VS SBR VS SBBR VS ASP: Un guide complet des technologies de traitement des eaux usées

Introduction aux technologies de traitement des eaux usées

Eaux usées , un sous-produit inévitable des activités humaines et des processus industriels, pose d'importants défis environnementaux et de santé publique s'il n'est pas traité. La décharge des eaux usées non traitées dans les plans d'eau naturels peut entraîner une sévère pollution , nuire aux écosystèmes aquatiques, contaminer les sources d'eau potable et faciliter la propagation des maladies. Par conséquent, efficace traitement des eaux usées n'est pas simplement une exigence réglementaire mais un pilier fondamental de la durabilité environnementale et de la protection de la santé publique. L'impératif mondial de conserver les ressources en eau et de minimiser la pollution a stimulé l'innovation continue dans technologies de traitement des eaux usées , conduisant à une gamme diversifiée de systèmes conçus pour aborder divers types et volumes d'eaux usées.

Au cours des dernières décennies, des progrès importants ont été réalisés en processus de traitement des eaux usées biologiques , qui exploitent le pouvoir des micro-organismes pour décomposer les polluants organiques et éliminer les nutriments. Parmi les technologies les plus importantes et les plus adoptées figurent les Processus de boues activées (ASPICICICICICICICIC) , Réacteur par lots de séquençage (SBR) , Bioréacteur de lit en mouvement (Mbbr) , et Bioréacteur à membrane (Mbr) . En outre, systèmes hybrides comme le Réacteur de biofilm par lots de séquençage (SBBR) ont émergé, combinant les forces de différentes approches pour atteindre des performances améliorées.

Cet article vise à fournir un guide complet de ces cinq technologies de traitement des eaux usées critiques: Mbbr, Mbr, SBR, SBBR et ASP . Nous nous plongerons dans les subtilités de chaque système, explorant leurs mécanismes sous-jacents, les étapes opérationnelles clés et les avantages et les inconvénients uniques qu'ils offrent. En comparant leur Efficacité de l'élimination des polluants , considérations économiques (coûts en capital et en opérationnel), Exigences d'empreinte physique , et complexités opérationnelles , nous avons l'intention de doter les lecteurs des connaissances nécessaires pour prendre des décisions éclairées lors de la sélection de la solution de traitement des eaux usées la plus appropriée pour des applications spécifiques. Comprendre ces technologies est crucial pour les ingénieurs, les gestionnaires environnementaux, les décideurs politiques et toute personne impliquée dans la conception, l'exploitation ou la réglementation des installations de traitement des eaux usées modernes.

Processus de boues activées (ASP)

Le processus de boues activés (ASP) est l'une des technologies de traitement des eaux usées biologiques les plus anciennes, les plus établies et les plus utilisées. Développée au début du 20e siècle, son principe fondamental tourne autour de l'utilisation d'une communauté diversifiée de micro-organismes aérobies, en suspension dans les eaux usées, pour métaboliser et éliminer la matière organique et les nutriments.

Description du processus ASP

L'ASP implique généralement plusieurs composants clés:

1. Réservoir d'aération (ou réacteur): C'est le cœur du processus. Les eaux usées traitées brutes ou primaires entrent dans un gret réservoir où il est en continu avec une population en suspension de micro-organismes, formant ce qui est connu sous le nom de «boues activées». L'air ou l'oxygène pur est fourni en continu à ce réservoir par des diffuseurs ou des aérateurs mécaniques. Cette aération sert deux fins cruciales:

   • Fournir de l'oxygène: Il fournit l'oxygène dissous nécessaire aux micro-organismes aérobies pour respirer et oxyder les polluants organiques.
   • Mélange: Il maintient le floc de boues activés (agrégats microbiens) en suspension et assure un contact intime entre les micro-organismes et les polluants. Les micro-organismes, principalement les bactéries et les protozoaires, consomment les composés organiques des eaux usées comme source de nourriture, les convertissant en dioxyde de carbone, eau et plus de cellules microbiennes.

2. Clarificateur secondaire (ou réservoir de sédimentation): Depuis le réservoir d'aération, la liqueur mixte (boues activées par les eaux usées) s'écoule dans un clarificateur secondaire. Il s'agit d'un réservoir de repos (toujours) conçu pour la sédimentation de la gravité. Les boues activées flocs, étant plus denses que l'eau, se déposent au fond du clarificateur, se séparant de l'eau traitée.

3. Ligne de retour des boues: Une partie importante des boues activées réglées, connues sous le nom de boues activées de retour (RAS), est en continu en arrière du bas du clarificateur au réservoir d'aération. Cette recirculation est critique car elle maintient une concentration élevée de micro-organismes actifs et viables dans le réservoir d'aération, assurant une dégradation efficace des polluants.

4. Ligne de boues de déchets: Les boues excessives activées, appelées boues activées de déchets (WAS), sont périodiquement retirées du système. Ce "gaspillage" est nécessaire pour contrôler la concentration globale de micro-organismes dans le système, prévenir l'accumulation de boues et éliminer la biomasse vieillie et moins active. L'IS est alors généralement envoyé pour un traitement supplémentaire de boues (par exemple, l'assèchement, la digestion) et l'élimination.

Mécanisme: aération et sédimentation

Le mécanisme central de l'ASP repose sur une relation symbiotique entre l'aération et la sédimentation. Dans le réservoir d'aération, les micro-organismes aérobies consomment rapidement la matière organique soluble et colloïdale. Ils regroupent des flocs visibles, améliorant leur établissement. L'offre continue en oxygène assure des conditions optimales pour leur activité métabolique.

En entrant dans le clarificateur, la vitesse d'écoulement diminue considérablement, permettant aux flocs microbiens denses de se régler. La clarté de l'effluent dépend en grete partie de l'efficacité de ce processus de décantation. Des boues activées performantes produisent des flocs denses et de réglage rapidement, conduisant à un surnageant de haute qualité (eau traitée) qui est ensuite déchargée ou soumise à un traitement tertiaire supplémentaire.

Avantages et inconvénients

Avantages de l'ASP:

• Technologie éprouvée: Il a été largement étudié et largement mis en œuvre depuis plus d'un siècle, avec un vaste corps d'expérience opérationnelle et de directives de conception.
• Haute efficacité: Capable d'obtenir des efficacités d'élimination élevées pour la demete biochimique d'oxygène (DBO) et les solides en suspension totaux (TSS). Avec une conception et un fonctionnement appropriés, il peut également obtenir une élimination importante des nutriments (azote et phosphore).
• Flexibilité: Peut être conçu et exploité dans diverses configurations (par exemple, aération conventionnelle, étendue, mélange complet, débit de bougie) pour s'adapter à différentes caractéristiques des eaux usées et aux objectifs de traitement.
• Rentable (pour à grande échelle): Pour les grandes usines de traitement municipal, l'ASP peut être une solution rentable en raison de ses composants mécaniques relativement simples et des économies d'échelle.

Inconvénients de l'ASP:

• Grande empreinte: Nécessite une superficie importante pour les réservoirs d'aération et en particulier pour les clarificateurs secondaires, ce qui le rend difficile pour les sites avec un espace limité.
• Production de boues: Génère une quantité substantielle de boues excédentaires qui nécessitent un traitement et une élimination supplémentaires supplémentaires. La gestion des boues peut expliquer une partie importante du coût opérationnel global.
• Sensibilité opérationnelle: Sensible aux changements soudains de l'écoulement et de la composition des eaux usées (par exemple, des chocs toxiques). Des conditions bouleversées peuvent entraîner une mauvaise séance (gonflement, moussant) et une qualité d'effluent réduite.
• Consommation d'énergie: L'aération est un processus à forte intensité d'énergie, contribuant de manière significative aux coûts opérationnels.
• Limitations de qualité des effluents: Bien que bon pour le DBO / TSS, une qualité d'effluent très élevée (par exemple, pour une réutilisation directe) pourrait nécessiter des étapes de traitement tertiaire supplémentaires.

Applications communes

Le processus de boues activés est principalement utilisé pour:

• Traitement des eaux usées municipales: Il s'agit de l'étape de traitement biologique la plus courante dans les usines de traitement des eaux usées municipales de grande et moyenne taille, manipulant les eaux usées domestiques et commerciales.
• Traitement des eaux usées industrielles: Applicable à un large éventail d'eaux usées industrielles, à condition que les eaux usées soient biodégradables et exemptes de substances inhibiteurs. Les exemples incluent les industries de l'alimentation et des boissons, la pulpe et le papier et certaines installations de fabrication chimique.
• Prétraitement pour les systèmes avancés: Parfois utilisé comme étape de traitement biologique préliminaire avant des technologies plus avancées comme les Mbr ou pour des applications industrielles spécialisées.

Réacteur par lots de séquençage (SBR)

Le réacteur par lots de séquençage (SBR) représente une évolution significative de la technologie des boues activées, se distinguant en effectuant séquentiellement toutes les étapes de traitement majeures (aération, sédimentation et décantation) dans un seul réservoir, plutôt que dans des réacteurs distincts et en continu. Cette opération par lots simplifie la disposition du processus et offre une flexibilité opérationnelle considérable.

Explication de la technologie SBR

Contrairement aux systèmes d'écoulement continu conventionnels où les eaux usées circulent à travers différents réservoirs pour des processus distincts, un SBR fonctionne en mode de remplissage et de dessin. Un seul réservoir SBR passe à travers une série de phases de fonctionnement discrètes, ce qui en fait un processus axé sur le temps plutôt que sur un processus orienté spatial. Bien qu'un seul réservoir SBR puisse fonctionner, la plupart des systèmes SBR pratiques utilisent au moins deux réservoirs fonctionnant dans des cycles parallèles mais décalés. Cela garantit un afflux continu d'eaux usées à l'usine de traitement, car un réservoir peut être rempli tandis qu'un autre réagit, se décrochait ou décanté.

Étapes clés: remplir, réagir, régler, tirer et inactive

Un cycle opérationnel SBR typique se compose de cinq phases distinctes:

1. Remplir:

   • Description: Les eaux usées traitées brutes ou primaires entrent dans le réservoir SBR, se mélangeant aux boues activées restant du cycle précédent. Cette phase peut fonctionner dans différentes conditions:
     • Remplissez statique: Pas d'aération ou de mélange; favorise la dénitrification ou les conditions anaérobies.
     • Remplissez mixte: Mélange sans aération; favorise les conditions anoxiques (dénitrification) ou les conditions anaérobies (absorption du phosphate).
     • Remplissage aéré: L'aération et le mélange se produisent; favorise les conditions aérobies et l'élimination immédiate de la DBO.
   • But: Introduit les eaux usées à la biomasse et initie les réactions biologiques. Le mélange assure un bon contact entre les polluants et les micro-organismes.

2. React (aération):

   • Description: Après ou pendant la phase de remplissage, le réservoir est intensément aéré et mélangé. Les conditions aérobies sont maintenues pour permettre aux micro-organismes de dégrader activement les composés organiques (DBO / COD) et de nitrifier l'ammoniac. Cette phase peut être conçue pour inclure des périodes de conditions anoxiques ou anaérobies pour faciliter l'élimination des nutriments (dénitrification et élimination biologique du phosphore).
   • But: La phase primaire du traitement biologique, où se produit la majeure partie de l'élimination des polluants.

3. Régler (sédimentation):

   • Description: L'aération et le mélange sont arrêtés et les boues activées peuvent s'installer dans des conditions de repos (encore). Les flocs microbiens denses se déposent au fond du réservoir, formant une couche de surnageant transparent au-dessus de la couverture des boues.
   • But: Pour séparer les eaux usées traitées de la biomasse des boues activées par gravité. Il s'agit d'une étape critique pour réaliser un effluent de haute qualité.

4. Dessiner (décantation):

   • Description: Une fois que les boues se sont installées, le surnageant traité est décanté (retiré) de la partie supérieure du réservoir. Cela se fait généralement à l'aide d'un déversoir mobile ou d'une pompe submersible conçue pour éviter de déranger les boues réglées.
   • But: Pour décharger l'effluent traité du système.

5. Inactif (ou déchet / repos):

   • Description: Cette phase facultative se produit entre le tirage et les phases de remplissage ultérieures.
     • Boues de déchets: Les boues activées en excès (WAS) peuvent être retirées du réservoir pendant cette phase pour maintenir l'âge et la concentration de boues souhaitées.
     • Préparation de repos / recharge: Le réservoir peut rester inactif brièvement, se préparant pour le prochain cycle de remplissage.
   • But: Pour gérer l'inventaire des boues et préparer le réservoir pour le prochain cycle de traitement.

La durée de chaque phase est soigneusement contrôlée par une minuterie ou un système de contrôle des processus, permettant une flexibilité significative pour s'adapter à des conditions influentes variables et aux exigences de qualité des effluents.

Avantages et inconvénients

Avantages de SBR:

• Empreinte compacte: Comme tous les processus se produisent dans un seul réservoir, SBRS nécessite généralement moins de superficie par rapport aux systèmes ASP conventionnels avec des clarificateurs distincts.
• Qualité effluent élevée: Les conditions de décantation de repos dans un SBR conduisent souvent à une qualité d'effluent supérieure, en particulier en termes de solides en suspension et d'élimination de la DBO. Il peut également obtenir une excellente élimination des nutriments (azote et phosphore) en variant les phases aérobies, anoxiques et anaérobies dans un seul cycle.
• Flexibilité opérationnelle: La capacité d'ajuster les durées de phase permet une adaptation facile à des flux influents variables et aux charges de polluants, ainsi que des changements dans la qualité des effluents souhaitée.
• Réduction des problèmes de gonflement des boues: La phase de décantation contrôlée dans SBRS se traduit souvent par une meilleure établissement de boues et moins de problèmes de gonflement des boues par rapport aux systèmes d'écoulement continu.
• Pas de clarificateurs secondaires ou de pompes de retour de boues: Élimine le besoin de clarificateurs séparés et les coûts de capital et opérationnels associés du pompage du retour des boues, de simplification de la disposition de l'usine et de réduction de l'entretien.

Inconvénients de SBR:

• Décharge intermittente: L'effluent traité est déchargé par lots, ce qui pourrait nécessiter un réservoir d'égalisation si une décharge continue vers le corps récepteur est nécessaire.
• Complexité plus élevée dans les contrôles: Nécessite des systèmes de contrôle automatisés plus sophistiqués pour gérer les phases séquentielles, y compris les capteurs de niveau, les minuteries et les vannes automatisées. Cela peut entraîner des coûts d'investissement initiaux plus élevés pour l'instrumentation et les contrôles.
• Potentiel des problèmes d'odeur: S'il n'est pas correctement géré, en particulier pendant les phases anaérobies ou anoxiques, il peut y avoir un potentiel de génération d'odeurs.
• Opération qualifiée: Nécessite des opérateurs avec une bonne compréhension du processus et du système de contrôle par lots pour optimiser les performances.
• Taille du réservoir plus grande pour une capacité égale: Pour un débit moyen donné, le volume du réservoir SBR peut être plus grand qu'un réservoir d'aération continu en raison de la nature du lot et de la nécessité de s'adapter à l'ensemble du volume du cycle.

Applications et aptitude

La technologie SBR convient très bien à un large éventail d'applications, notamment:

• Municipalités de petite à moyenne taille: En particulier lorsque la disponibilité des terres est une contrainte ou lorsque une qualité d'effluent plus élevée est nécessaire.
• Traitement des eaux usées décentralisées: Idéal pour les communautés, les subdivisions, les hôtels, les stations, les écoles et les complexes commerciaux non liés aux systèmes municipaux centraux.
• Traitement des eaux usées industrielles: Efficace pour le traitement des effluents industriels avec des débits et des concentrations variables, tels que ceux des industries de transformation des aliments, de produits laitiers, de textiles et pharmaceutiques. Sa flexibilité permet de gérer les charges de choc.
• Opérations saisonnières: Bien adapté aux applications avec des flux fluctuants, comme des terrains de camping ou des installations touristiques.
• Mise à niveau des plantes existantes: Peut être utilisé pour améliorer les plantes de boues activées conventionnelles en convertissant les réservoirs d'aération en SBR, améliorant souvent les capacités d'élimination des nutriments.

Compris. Passons à la section "Bioreacteur de lit en mouvement (Mbbr)".

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Bioréacteur de lit en mouvement (Mbbr)

Le bioréacteur de lit en mouvement (Mbbr) représente une progression significative du traitement des eaux usées à base de biofilm, offrant une alternative compacte et très efficace aux systèmes de croissance en suspension conventionnels comme ASP ou SBR. Développé en Norvège à la fin des années 80, la technologie Mbbr utilise des milliers de petits porteurs en plastique pour fournir une surface protégée pour que les micro-organismes se développent en tant que biofilm.

Description de la technologie Mbbr

À la base, un système Mbbr se compose d'un réservoir d'aération (ou d'un réservoir anaérobie / anoxique) rempli d'une grande quantité de petits milieux en plastique spécialement conçus (porteurs ou porteurs de biofilms). Ces porteurs sont généralement en polyéthylène à haute densité (HDPE) ou en polypropylène et se présentent sous différentes formes et tailles, chacune conçue pour maximiser la surface protégée pour la fixation du biofilm.

Les porteurs sont maintenus en mouvement constant dans le réacteur, généralement par le système d'aération dans les réservoirs aérobies ou par des mélangeurs mécaniques dans des réservoirs anaérobies / anoxiques. Ce mouvement continu assure un contact optimal entre les eaux usées, la biomasse et l'air (dans les systèmes aérobies). Contrairement aux systèmes de boues activées conventionnelles, le MBBR ne nécessite pas de recirculation des boues d'un clarificateur secondaire pour maintenir la concentration de biomasse. La biomasse se développe comme un biofilm sur les porteurs, et ce biofilm se déchaîne naturellement lorsqu'il devient trop épais, en gardant la biomasse active et efficace.

Après le réacteur MBBR, une étape de séparation, généralement un clarificateur secondaire ou un écran fin, est toujours nécessaire pour séparer l'eau traitée de tous les solides en suspension (y compris le biofilm décalé et les particules inertes) avant la sortie ou le traitement supplémentaire.

Utilisation de transporteurs de biofilm

L'innovation de MBBR réside dans sa dépendance transporteurs de biofilms . Ces porteurs servent de substrat à la croissance microbienne, ce qui permet de maintenir une concentration élevée de biomasse active dans un volume relativement faible. Les caractéristiques clés de ces transporteurs comprennent:

• Surface spécifique élevée: La conception complexe des porteurs fournit une grande surface protégé par volume unitaire, ce qui se traduit par une concentration élevée de biomasse.
• Fondation neutre: Les transporteurs sont conçus pour avoir une densité proche de celle de l'eau, ce qui leur permet d'être suspendue et déplacée librement dans le réacteur lorsqu'il est aéré ou mélangé.
• Durabilité: Fabriqués à partir de matériaux plastiques robustes, ils résistent à la dégradation chimique et biologique, garantissant une longue durée de vie opérationnelle.
• Autonettoyant: Le mouvement continu et les collisions parmi les porteurs, combinés avec les forces de cisaillement de l'aération, aident à maintenir le biofilm à une épaisseur optimale, empêchant une croissance excessive et maintenir un transfert de masse efficace.

Alors que les eaux usées traversent le réacteur, les polluants organiques et les nutriments se diffusent dans le biofilm sur les porteurs, où ils sont consommés par les micro-organismes. Cette approche à film fixe permet des taux de charge volumétriques plus élevés par rapport aux systèmes de croissance en suspension.

Avantages et inconvénients

Avantages de MBBR:

• Taille compacte / petite empreinte: Un avantage majeur est le volume de réacteur significativement plus petit requis par rapport aux systèmes de boues activées conventionnelles pour la même capacité de traitement. Cela est dû à la concentration élevée de biomasse active sur les porteurs.
• Haute efficacité et robustesse: Les systèmes MBBR sont très robustes et moins sensibles aux charges de choc et aux fluctuations du flux influent ou de la concentration organique. Le biofilm fournit une communauté microbienne stable et résiliente. Ils sont très efficaces dans l'élimination de l'azote de la DBO et de l'ammoniac (nitrification).
• Pas de recyclage de boues: Contrairement à l'ASP, le MBBR ne nécessite pas de pompage de boues activées (RAS), de simplifier le fonctionnement et de réduire la consommation d'énergie.
• Pas de lavage à contre-courant: Contrairement à certains autres systèmes à film fixe (par exemple, des filtres qui coulent ou des filtres aérés submergés), MBBR ne nécessite pas de lavage à contre-courant périodique des médias.
• Facile à mettre à niveau: Les réservoirs de boues activés conventionnels existants peuvent souvent être convertis en MBBRS en ajoutant simplement des porteurs et de l'aération, augmentant considérablement leur capacité et leurs performances sans nécessiter de nouvelles constructions de réservoirs. Cela en fait une excellente option de modernisation.
• Réduction de la production de boues (potentiellement): Les systèmes de biofilm peuvent parfois produire moins de boues en excès par rapport aux systèmes de croissance en suspension, bien que cela puisse varier.

Inconvénients et limites de MBBR:

• Nécessite post-clarification: Alors que le biofilm se développe sur les porteurs, se déchaînant de l'excès de biofilm et des solides en suspension se produit toujours, nécessitant un clarificateur secondaire ou une autre unité de séparation (par exemple, DAF, écran fin) en aval pour réaliser un effluent de haute qualité.
• Écrans de rétention des médias: Nécessite des écrans à la sortie du réacteur pour empêcher la perte de transporteurs du réservoir. Ces écrans peuvent parfois devenir obstrués, nécessitant une maintenance.
• Coût initial plus élevé pour les transporteurs: Le coût des transporteurs en plastique spécialisés peut contribuer à une dépense en capital initiale plus élevée par rapport aux systèmes conventionnels.
• Potentiel pour l'usure des transporteurs: Sur de très longues périodes, le mouvement continu peut entraîner une certaine usure sur les porteurs, bien qu'ils soient conçus pour la longévité.
• Énergie pour le mélange / aération: Bien qu'aucun RAS ne pompe, l'aération ou le mélange continu pour maintenir les transporteurs en suspension nécessite toujours de l'énergie.

Applications dans diverses industries

La technologie MBBR est très polyvalente et trouve une application généralisée dans divers secteurs:

• Traitement des eaux usées municipales: De plus en plus utilisé pour les nouvelles plantes municipales et pour la mise à niveau de celles existantes pour respecter les limites de décharge plus strictes, en particulier pour l'élimination de l'azote (nitrification et dénitrification).
• Traitement des eaux usées industrielles: Traite efficacement les eaux usées industrielles organiques de haute résistance des industries telles que:
  • Nourriture et boisson (par exemple, brasseries, laiteries, distilleries, abattoirs)
  • Pulpe et papier
  • Chimique et pharmaceutique
  • Textile
  • Pétrochimique
• Prétraitement: Souvent utilisé comme étape de prétraitement robuste avant des processus plus sensibles ou avancés, ou comme une solution autonome pour obtenir des paramètres de qualité des effluents spécifiques.
• Élimination de l'azote: Particulièrement efficace pour la nitrification en raison du biofilm stable, qui protège les bactéries nitrifiantes contre les charges de choc et les inhibiteurs. Peut également être configuré pour la dénitrification.

Excellent! Passons avec la section "Bioreacteur à membrane (Mbr)".

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Bioréacteur à membrane (Mbr)

Le bioréacteur membranaire (Mbr) représente une évolution de pointe dans le traitement des eaux usées, intégrant un processus de traitement biologique (boues généralement activées) à la filtration de la membrane. Cette combinaison innovante surmonte de nombreuses limites des systèmes de boues activées conventionnelles, en particulier concernant la qualité et l'empreinte des effluents.

Explication de la technologie Mbr

À la base, un système Mbr fusionne la dégradation biologique des polluants par des micro-organismes avec une barrière physique - membranes - pour séparer l'eau traitée des boues activées. Cela élimine la nécessité d'un clarificateur secondaire conventionnel et souvent, une filtration tertiaire.

Il existe deux configurations principales pour les systèmes MBR:

1. MBR submergé: C'est la configuration la plus courante. Les modules de membrane (par exemple, fibres creuses ou membranes à feuilles plates) sont placées directement dans le réservoir d'aération (ou un réservoir de membrane séparé adjacent). Une aspiration à basse pression (vide) ou une gravité est utilisée pour dessiner l'eau traitée à travers les pores de la membrane, laissant la biomasse et d'autres solides en suspension derrière. L'aération à bulles grossières est généralement fournie sous les membranes pour parcourir la surface de la membrane, empêchant l'encrassement et la fourniture d'oxygène pour le processus biologique.

2. MBR externe (Siedeream) MBR: Dans cette configuration, les modules de membrane sont situées à l'extérieur du bioréacteur principal. La liqueur mixte est pompée en continu du bioréacteur à travers les modules de membrane, et le perméat (eau traitée) est collecté tandis que les boues concentrées sont renvoyées au bioréacteur. Cette configuration implique généralement une énergie de pompage plus élevée en raison de la circulation externe et des pressions transmembranaires potentiellement plus élevées.

Quelle que soit la configuration, le principe clé demeure: les membranes agissent comme une barrière absolue, conservant pratiquement tous les solides en suspension, les bactéries et même certains virus et colloïdes, produisant un effluent de très haute qualité. La rétention élevée de la biomasse dans le réacteur permet des concentrations de solides en suspension de liqueurs mixtes beaucoup plus élevées (MLSS) (généralement 8 000 à 15 000 mg / L ou même plus) par rapport aux boues activées conventionnelles (2 000 à 4 000 mg / L). Cette concentration élevée de biomasse se traduit directement par un volume de bioréacteur plus petit pour une charge donnée.

Intégration de la filtration membranaire

L'intégration des membranes modifie fondamentalement l'étape de séparation dans le traitement biologique. Au lieu de s'appuyer sur le décantation de la gravité (comme dans ASP ou SBR), MBR utilise une barrière physique. Cela a plusieurs implications profondes:

• Séparation complète des solides: Les membranes conservent efficacement tous les solides suspendus, conduisant à un effluent essentiellement exempt de TSS. Cela élimine les problèmes associés au gonflement des boues ou à une mauvaise séance qui peut affliger les systèmes conventionnels.
• Haute concentration de biomasse (MLSS): La rétention efficace des solides permet de maintenir des concentrations très élevées de micro-organismes dans le bioréacteur. Cela signifie qu'un réservoir plus petit peut gérer une charge organique plus grande, conduisant à une empreinte considérablement réduite.
• Temps de rétention des boues longues (SRT) et temps de rétention hydraulique court (THS): Les MBR peuvent fonctionner avec de très longs SRT (jours à mois), ce qui est bénéfique pour la croissance des micro-organismes à croissance lente (comme les bactéries nitrifiantes) et pour obtenir des degrés élevés d'élimination organique et nutritionnelle. Simultanément, le THS peut être relativement court en raison du MLSS élevé, contribuant davantage à la compacité.
• Activité biologique améliorée: L'environnement stable et la concentration élevée de biomasse conduisent souvent à des processus biologiques plus stables et efficaces.

Avantages et inconvénients

Avantages de MBR:

• Effluent de haute qualité: Produit un perméat exceptionnellement de haute qualité adapté à la décharge directe dans des environnements sensibles, à l'irrigation, à la réutilisation industrielle ou même à une réutilisation potable après un traitement supplémentaire. L'effluent est pratiquement exempt de solides en suspension, de bactéries et souvent de virus.
• Petite empreinte: L'élimination du besoin de clarificateurs secondaires et de filtres souvent tertiaires réduit considérablement la superficie globale requise, ce qui rend le MBR idéal pour les sites avec un espace limité ou pour des améliorations de capacité.
• Robustesse et stabilité: Les MLS élevés et les SRT longs rendent les systèmes MBR plus résilients aux charges de choc hydrauliques et organiques par rapport aux systèmes conventionnels.
• Élimination améliorée des nutriments: Le long SRT fournit d'excellentes conditions de nitrification et avec une conception appropriée (zones anoxiques), la dénitrification et l'élimination biologique du phosphore peuvent également être très efficaces.
• Potentiel de modernisation: Peut être utilisé pour mettre à niveau les usines de boues activées existantes pour augmenter la capacité ou améliorer la qualité des effluents sans ouvrages civils approfondis.

Inconvénients de MBR:

• Enfrassement de la membrane: Il s'agit du principal défi opérationnel. L'encrassement (l'accumulation de matériaux sur la surface de la membrane ou dans ses pores) réduit la perméabilité de la membrane, augmente la pression transmembranaire et nécessite un nettoyage fréquent. Cela ajoute à la complexité opérationnelle et au coût.
• Coût de capital élevé: Les membranes et les équipements spécialisés associés (par exemple, les souffleurs d'air pour le parc, les systèmes de nettoyage) rendent les dépenses en capital initiales nettement plus élevées que les systèmes ASP ou SBR conventionnels.
• Coût opérationnel plus élevé: La consommation d'énergie pour l'aération (pour le processus biologique et le parc à membrane), le pompage (en particulier pour les MBR externes) et les agents de nettoyage chimique contribuent à des coûts opérationnels plus élevés.
• Durée de vie de la membrane et remplacement: Les membranes ont une durée de vie finie (généralement 5 à 10 ans, selon le fonctionnement et la qualité de l'eau) et sont coûteuses à remplacer.
• Exigences de prétraitement: Bien que les MBR soient robustes, un prétraitement adéquat (dépistage, élimination du grain) est crucial pour protéger les membranes contre les dommages et l'encrassement excessifs.
• Opération qualifiée: Nécessite des opérateurs qualifiés pour surveiller les performances de la membrane, mettre en œuvre des protocoles de nettoyage et résoudre les problèmes d'encrassement.

Applications en traitement des eaux usées municipales et industrielles

La technologie MBR gagne rapidement du terrain et est de plus en plus appliquée dans divers secteurs:

• Traitement des eaux usées municipales:
  • Pour les nouvelles plantes où les terres sont rares ou des limites de décharge strictes s'appliquent.
  • Mise à niveau des plantes existantes pour répondre aux normes de qualité des effluents plus élevées (par exemple, pour la décharge directe dans les eaux sensibles ou pour les projets de réutilisation de l'eau).
  • Traitement décentralisé pour les communautés, les stations balnéaires et les développements commerciaux.
• Traitement des eaux usées industrielles:
  • Traitement des eaux usées industrielles complexes, à haute résistance, où une qualité d'effluent élevée pour une réutilisation ou une décharge stricte est nécessaire. Les exemples incluent les produits pharmaceutiques, les aliments et les boissons, le textile et les industries chimiques.
  • Les eaux usées contenant des composés lentement biodégradables.
• Réutilisation et recyclage de l'eau: En raison de la qualité supérieure des effluents, le perméat MBR est une excellente matière première pour d'autres processus de traitement avancés (par exemple, l'osmose inverse) pour produire de l'eau pour diverses applications de réutilisation (irrigation, eau industrielle, utilisations non potables et même eau potable après une nouvelle purification).

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Systèmes hybrides: SBBR

Alors que les technologies de traitement des eaux usées continuent d'évoluer, il y a une tendance croissante à combiner les meilleures caractéristiques de différents systèmes pour créer des solutions plus efficaces, robustes et rentables. Les systèmes hybrides visent à tirer parti des avantages synergiques des processus intégrés. L'un de ces hybrides prometteurs est le réacteur de biofilm par lots de séquençage (SBBR), qui combine ingénieusement les principes du réacteur par lots de séquençage (SBR) et du bioréacteur de lit en mouvement (MBBR).

Description de la technologie SBBR

Le réacteur de biofilm par lots de séquençage (SBBR) fonctionne sur les cycles de traitement séquentiels par lots caractéristiques d'un SBR, mais dans son réacteur, il incorpore des porteurs de biofilm, similaires à ceux utilisés dans un MBBR. Cela signifie que le système bénéficie à la fois de la croissance suspendue (boues activées) et de la croissance attachée (biofilm sur les porteurs) des populations de biomasse coexistant dans le même réservoir.

Dans une configuration SBBR typique, le réacteur contient une quantité de porteurs de biofilm en mouvement libre, un peu comme un MBBR, qui est maintenu en suspension par aération ou mélange pendant la phase de réaction. Le cycle opérationnel suit les phases bien définies d'un SBR standard: remplissage, réagir (qui comprend l'aération / le mélange pour garder les transporteurs suspendus), se régler et tirer. Pendant la phase de règlement, la biomasse suspendue se règle, mais le biofilm attaché aux porteurs reste dans le réservoir. L'effluent décanté est donc principalement séparé des boues suspendues réglées et non directement des porteurs.

Combinaison des principes SBR et MBBR

Le SBBR fusionne efficacement les forces de deux approches de traitement biologique distinctes:

• De SBR: Il adopte la flexibilité opérationnelle par lots, permettant un contrôle précis sur l'aération, le mélange et les périodes anoxiques / anaérobies dans un seul réservoir. Cela le rend très adaptable à des charges influentes variables et idéal pour réaliser l'élimination avancée des nutriments (azote et phosphore) en programmant des conditions spécifiques dans différentes phases du cycle. L'élimination des clarificateurs continue et des pompes de retour de boues (comme dans un système MBBR à flux continu) est également une caractéristique empruntée au SBR.
• De MBBR: Il intègre l'utilisation de porteurs de biofilm, fournissant une plate-forme stable et résiliente pour la croissance microbienne attachée. Cela augmente considérablement la concentration et la diversité de la biomasse dans le réacteur, conduisant à une capacité de traitement volumétrique plus élevée et à une robustesse améliorée contre les charges de choc ou les composés inhibiteurs. Le biofilm offre un environnement protégé pour les bactéries à croissance lente (comme les nitrifiants) et maintient une population stable même si la biomasse en suspension subit des bouleversements ou est partiellement lavée.

Ce système à double biomasse (suspendu et attaché) permet un processus de traitement plus complet et stable.

Avantages de l'approche hybride

La combinaison des principes SBR et MBBR dans un système SBBR donne plusieurs avantages convaincants:

• Efficacité de traitement accrue: La présence de la biomasse de croissance en suspension et attachée peut entraîner une efficacité d'élimination supérieure pour la DBO, la DCO et en particulier l'azote (nitrification et dénitrification) et le phosphore. Le biofilm robuste agit comme un «tampon» contre les bouleversements opérationnels, en maintenant des performances cohérentes.
• Charge volumétrique accrue: Comme MBBR, la concentration élevée de biomasse active sur les porteurs permet à SBBR de gérer des charges organiques et hydrauliques plus élevées dans un volume de réacteur plus petit par rapport au SBR ou ASP conventionnel, conduisant à une empreinte plus compacte.
• Flexibilité et contrôle opérationnels: Conserve la flexibilité inhérente des SBR, permettant aux opérateurs d'ajuster facilement les temps de cycle, les modèles d'aération et les conditions de remplissage / réagir pour optimiser pour la qualité des influents variables, les débits et les exigences des effluents. Ceci est particulièrement avantageux pour l'élimination des nutriments.
• Caractéristiques des boues améliorées: Le biofilm contribue à une biomasse globale plus stable. Alors que les boues suspendues doivent encore se régler, la présence du biofilm peut parfois entraîner une amélioration des caractéristiques de décantation des flocs en suspension en raison de l'effet tampon sur la communauté microbienne.
• Robustesse aux charges de choc: Le biofilm résilient fournit une population stable de micro-organismes qui sont moins sensibles à la lavage ou à l'inhibition à partir de changements soudains de la concentration de polluants ou des chocs hydrauliques, ce qui rend le système très robuste.
• Réduction de la production de boues (potentiellement): Les systèmes de biofilm peuvent parfois entraîner une baisse de la production de boues nettes par rapport aux systèmes de croissance purement suspendus, bien que cela dépend de conditions de fonctionnement spécifiques.

Applications et études de cas

La technologie SBBR est bien adaptée à une variété d'applications où les performances élevées, la flexibilité et une empreinte compacte sont souhaitées, en particulier lorsque des charges fluctuantes ou des normes d'effluent strictes sont une préoccupation.

• Traitement des eaux usées municipales de petite à moyenne taille: Idéal pour les communautés qui nécessitent un traitement robuste avec des capacités d'élimination des nutriments et peuvent avoir des contraintes d'espace.
• Traitement des eaux usées industrielles: Très efficace pour les industries produisant des eaux usées avec des charges organiques variables ou des composés spécifiques qui bénéficient d'une communauté de biofilm stable. Les exemples incluent:
  • Aliments et boissons (par exemple, vignobles, brasseries, production alimentaire de collation)
  • Industries textiles (pour l'élimination des couleurs et des corps)
  • Fabrication pharmaceutique
  • Traitement de lixiviat de décharge (connu pour les charges organiques / azotés élevées et variables)
• Mise à niveau des plantes existantes: Les SBR existants ou les réservoirs de boues activés conventionnels peuvent être modernisés avec des porteurs de MBBR pour améliorer la capacité, améliorer l'élimination des nutriments et augmenter la robustesse, les transformant efficacement en SBBR. Cela offre une solution rentable pour l'expansion des plantes ou les mises à niveau de la conformité.
• Systèmes de traitement décentralisés: Convient pour les sites éloignés, les stations et les développements où un traitement fiable et de haute qualité est nécessaire sans infrastructure étendue.

Les études de cas mettent souvent en évidence la capacité de SBBR à atteindre des niveaux élevés de BOB, de TSS et d'élimination de l'ammoniac de manière cohérente, même dans des conditions difficiles, ce qui en fait une option précieuse dans le paysage du traitement des eaux usées moderne.

Analyse comparative

Le choix de la technologie optimale de traitement des eaux usées à partir de la gamme des options disponibles - Processus de boues activées (ASP), réacteur par lots de séquençage (SBR), bioréacteur en bouteau mobile (MBBR), bioréacteur membranaire (MBR) et réacteur de biofilm par lots de séquençage (SBBR) - nécessite une compréhension approfondie de leurs performances relatives à travers les métriques clés. Cette section fournit une analyse comparative, en se concentrant sur l'efficacité, le coût, l'empreinte et la complexité opérationnelle.

Comparaison de l'efficacité (Bod, élimination du TSS)

L'objectif principal du traitement des eaux usées biologiques est d'éliminer les polluants organiques (mesurés comme une demande ou une DBO biochimique en oxygène, et une demande chimique en oxygène ou une DCO) et des solides en suspension (TSS). L'élimination des nutriments (azote et phosphore) est également de plus en plus critique.

Résumé de l'efficacité:

• MBR Se démarque de sa qualité d'effluent exceptionnelle, en particulier pour le TSS et l'élimination des agents pathogènes, en raison de la barrière de la membrane physique. C'est souvent le choix lorsque la réutilisation directe ou la décharge dans des eaux sensibles est nécessaire.
• SBR and SBBR Offrez des systèmes très flexibles et efficaces pour atteindre la DBO strict, le TSS et en particulier l'élimination des nutriments (azote et phosphore) grâce à leurs opérations par lots programmables. SBBR ajoute une robustesse et une capacité plus élevée en raison du biofilm.
• MBBR Excelle dans l'efficacité volumétrique pour l'élimination de la DBO et de l'azote et est très robuste, mais nécessite toujours un clarificateur conventionnel pour la séparation du TSS, similaire à l'ASP.
• ASP Reste un artiste solide pour l'élimination de base DBO / TSS à grande échelle, mais peut nécessiter des configurations plus spécialisées et des empreintes plus importantes pour l'élimination avancée des nutriments.

Analyse des coûts (CAPEX, OPEX)

Le coût est un facteur critique, englobant à la fois les dépenses en capital (CAPEX) pour la configuration initiale et les dépenses opérationnelles (OPEX) pour l'exécution et la maintenance en cours.

Résumé des coûts:

• MBR a généralement le Capex et Opex le plus élevé En raison du coût des membranes, de leur remplacement, de l'énergie de l'aération (à la fois biologique et parcourue par membrane) et un nettoyage chimique. Cependant, la qualité des effluents plus élevée et l'empreinte plus petite peuvent justifier ce coût dans des scénarios spécifiques.
• ASP a souvent un Capex inférieur pour les systèmes de base, mais c'est Opex peut être significatif En raison de la consommation élevée d'énergie pour les coûts d'aération et de gestion substantielle des boues.
• SBR a un Capex modéré à élevé En raison de la nécessité de contrôles sophistiqués et de volumes de réservoir potentiellement plus grands qu'un système continu, mais son OPEX peut être modéré, surtout si l'élimination des nutriments est optimisée.
• MBBR a un Capex modéré à élevé En raison du coût des transporteurs, mais son OPEX est généralement modéré, bénéficiant d'aucun pompage RAS.
• SBBR aura un Capex supérieur qu'un SBR pur en raison des porteurs, et son OPEX sera similaire à SBR ou MBBR, selon l'étendue de l'aération et de la gaspillage de boues.

Comparaison de l'empreinte

Les exigences de la superficie sont souvent une contrainte majeure, en particulier dans les zones urbaines ou densément peuplées.

Résumé de l'empreinte:

• MBR est le gagnant incontesté en termes de la plus petite empreinte , ce qui le rend idéal pour les zones urbaines ou les rénovations où l'espace est limité.
• MBBR offre également un Empreinte réduite par rapport à l'ASP, mais nécessite toujours une post-clarification.
• SBR and SBBR sont généralement plus compacts que l'ASP, car ils intègrent plusieurs processus dans un seul réservoir. SBBR offre potentiellement une empreinte plus petite qu'un SBR pur en raison de l'efficacité volumétrique plus élevée du biofilm.
• ASP nécessite le la plus grande empreinte en raison de ses réservoirs multiples, grands et en constante opération continue.

Complexité opérationnelle

La facilité de fonctionnement, le niveau d'automatisation et les compétences de l'opérateur requises sont des considérations importantes.

Applications et études de cas

Il est essentiel de comprendre les avantages théoriques et les inconvénients de chaque technologie de traitement des eaux usées, mais tout aussi important est de voir comment ils fonctionnent dans des scénarios du monde réel. Cette section explore les applications typiques de MBBR, MBR, SBR, ASP et SBBR, mettant en évidence leur aptitude à différents défis avec des études de cas illustratives.

Études de cas MBBR

Applications: Le MBBR est largement adopté pour le traitement des eaux usées municipales et industrielles, en particulier lorsque les plantes existantes ont besoin de mises à niveau, des charges plus élevées doivent être gérées ou une solution compacte pour l'élimination de l'azote est nécessaire. Sa robustesse le permet de traiter les eaux usées organiques à haute résistance.

Exemple d'étude de cas: mise à niveau des plantes municipales pour la nitrification

• Défi: Une usine de traitement des eaux usées municipales de taille moyenne a fait face à des limites d'effluents plus strictes pour l'azote d'ammoniac, et son système de boues activées conventionnel avait du mal à les rencontrer régulièrement, en particulier pendant les mois plus froids. L'usine avait également un espace limité pour l'expansion.
• Solution: L'usine a décidé de mettre en œuvre une étape MBBR comme étape de prétraitement pour la nitrification. Les bassins d'aération existants ont été modernisés en ajoutant des transporteurs MBBR et en maintenant une aération adéquate.
• Résultat: La mise à niveau MBBR a considérablement amélioré les taux de nitrification, permettant à la plante de respecter systématiquement les nouvelles limites de décharge d'ammoniac. La nature compacte du MBBR a permis la mise à niveau dans l'empreinte existante, évitant la construction civile coûteuse pour les nouveaux réservoirs. Le biofilm stable s'est avéré résilient aux fluctuations de la température, garantissant des performances fiables.

Exemple d'étude de cas: traitement des eaux usées industrielles (traitement des aliments)

• Défi: Une grande installation de transformation des aliments a généré des eaux usées organiques à haute résistance avec des charges de DBO fluctuantes, ce qui rend difficile pour leur traitement anaérobie existant suivi d'un étang à boues activés pour obtenir une conformité constante.
• Solution: Un système MBBR aérobie a été installé comme étape principale de traitement biologique. Le MBBR a été conçu pour gérer la charge organique élevée en utilisant un pourcentage de remplissage élevé de transporteurs.
• Résultat: Le système MBBR a effectivement stabilisé le processus de traitement, réalisant plus de 90% d'élimination de la DBO même avec un influent variable. La robustesse du biofilm a géré les charges de choc des changements de production, conduisant à une qualité d'effluent et à une conformité réglementaires cohérentes, tout en nécessitant une empreinte plus petite qu'un système aérobie conventionnel comparable.

Études de cas MBR

Applications: La technologie MBR est de plus en plus choisie pour les projets exigeant la qualité des effluents la plus élevée pour la réutilisation de l'eau, la décharge dans les zones respectueuses de l'environnement ou où la disponibilité des terres est gravement restreinte. Il est répandu dans les scénarios industriels municipaux et complexes.

Exemple d'étude de cas: projet de réutilisation de l'eau municipale

• Défi: Une ville côtière à croissance rapide a été confrontée à la pénurie d'eau et a cherché à maximiser ses ressources en eau en traitant les eaux usées municipales à une norme adaptée à l'irrigation et aux utilisations industrielles non potables. La terre pour une grande expansion conventionnelle des plantes était rare et coûteuse.
• Solution: Une plante MBR a été construite. Le système a remplacé les clarificateurs secondaires conventionnels et les filtres tertiaires, produisant un perméat de haute qualité qui pourrait être traité davantage par osmose inverse pour des applications de réutilisation spécifiques.
• Résultat: Le système MBR a fourni des effluents avec des TS et une turbidité extrêmement faibles, pratiquement exempts de bactéries, dépassant les exigences pour les applications de réutilisation prévues. L'empreinte de l'usine était nettement plus petite que ce qu'une plante conventionnelle de capacité équivalente aurait besoin, ce qui permet d'économiser de précieuses terres côtières.

Exemple d'étude de cas: traitement des eaux usées industrielles pharmaceutiques

• Défi: Une entreprise pharmaceutique devait traiter les eaux usées complexes contenant divers composés organiques pour respecter des limites de décharge strictes pour une rivière réceptrice et explorer le potentiel de recyclage interne de l'eau.
• Solution: Un système MBR a été choisi en raison de sa capacité à gérer des organes complexes et à produire un effluent de haute qualité. Le MBR a permis un temps de rétention à longues boues (SRT), ce qui est bénéfique pour dégrader les composés lentement biodégradables.
• Résultat: Le système MBR a systématiquement réalisé des efficacités d'élimination élevées pour la DCO et d'autres polluants spécifiques, permettant le respect des réglementations de sortie strictes. Le perméat de haute qualité a également ouvert des possibilités de recyclage de l'eau dans l'installation, réduisant la consommation d'eau douce.

Études de cas SBR

Applications: Les SBR sont très polyvalents, adaptés aux municipalités de petite à moyenne taille, aux systèmes de traitement décentralisés et aux applications industrielles avec des flux et des charges fluctuants, en particulier lorsque l'élimination avancée des nutriments est une priorité.

Exemple d'étude de cas: traitement des eaux usées de la communauté décentralisée

• Défi: Un nouveau développement résidentiel, situé loin d'une usine de traitement municipal central, a nécessité une solution de traitement des eaux usées indépendante qui pourrait respecter des limites de rejet nutritionnelles strictes et fonctionner avec des taux d'occupation différents.
• Solution: Un système SBR à deux plis a été mis en œuvre. La nature programmable du SBR a permis d'optimisation des phases anaérobies, anoxiques et aérobies pour réaliser une nitrification et une dénitrification simultanées, ainsi que l'élimination biologique du phosphore.
• Résultat: Le système SBR a systématiquement produit un effluent de haute qualité avec une DBO faible, un TSS, de l'azote et du phosphore, adaptés à la décharge dans un ruisseau local. La flexibilité opérationnelle a permis au système de s'adapter efficacement aux flux fluctuants caractéristiques des communautés résidentielles, minimisant la consommation d'énergie pendant les périodes de faible débit.

Exemple d'étude de cas: traitement des eaux usées de l'industrie laitière

• Défi: Une usine de traitement des produits laitiers a connu des variations importantes du débit des eaux usées et de la force organique tout au long de la journée et de la semaine, ce qui rend difficile le fonctionnement stable d'un système d'écoulement continu. Des charges organiques et d'azote élevées étaient présentes.
• Solution: Un système SBR a été installé. L'opération par lots gère intrinsèquement les flux variables et la capacité de contrôler les phases de réaction a permis une dégradation efficace des produits biologiques laitiers et une élimination efficace de l'azote.
• Résultat: Le SBR a réussi à gérer les charges fluctuantes, traitant régulièrement les eaux usées laitières pour répondre aux permis de décharge. L'égalisation intégrée dans la phase de remplissage et les phases de réact / règlement contrôlées ont assuré des performances fiables même pendant les temps de production de pointe.

Études de cas ASP

Applications: Le processus de boues activés reste le cheval de bataille pour le traitement des eaux usées municipales à grande échelle dans le monde. Il est également appliqué en milieu industriel où les eaux usées sont très biodégradables et les grandes zones terrestres sont disponibles.

Exemple d'étude de cas: grande usine de traitement des eaux usées municipales

• Défi: Une grande zone métropolitaine a nécessité un traitement continu et à volume élevé des eaux usées domestiques et commerciales pour respecter les limites de décharge standard pour la DBO et le TSS.
• Solution: Une usine de boues activées conventionnelle a été conçue, avec plusieurs grands bassins d'aération et des clarificateurs secondaires opérant en parallèle.
• Résultat: L'ASP a traité avec succès des millions de gallons par jour, réalisant de manière fiable plus de 90% de l'élimination de la DBO et du TSS. Sa conception robuste a permis de gérer de grands flux entrants et a fourni une solution rentable pour une très grande capacité. L'optimisation continue s'est concentrée sur l'efficacité de l'aération et la gestion des boues.

Exemple d'étude de cas: traitement des effluents de la pulpe et du papier

• Défi: Une pulpe et une usine de papier ont généré un grand volume d'eaux usées biodégradables avec un contenu organique élevé. La principale préoccupation était une réduction efficace de la DBO avant la décharge.
• Solution: Un processus de boues activés d'aération étendu a été implémenté. Le long temps de rétention hydraulique fourni par la conception d'aération étendue a permis une dégradation approfondie des composés organiques complexes présents dans l'effluent de l'usine.
• Résultat: L'ASP a effectivement réduit les concentrations de DBO et de TSS à des niveaux conformes. Tout en nécessitant une empreinte substantielle, la fiabilité prouvée et la complexité opérationnelle relativement faible pour cette application industrielle spécifique en faisaient un choix approprié.

Études de cas SBBR

Applications: Les SBBR émergent pour des situations qui exigent le meilleur des deux mondes: la flexibilité et l'élimination des nutriments des SBR combinés à la robustesse et à une efficacité volumétrique plus élevée des systèmes de biofilm. Ils sont particulièrement précieux pour les déchets industriels à haute résistance ou variables et les solutions municipales compactes nécessitant un traitement avancé.

Exemple d'étude de cas: Traitement des lixiviats de décharge

• Défi: Le traitement du lixiviat des décharges est notoirement difficile en raison de sa composition hautement variable, de ses concentrations élevées d'ammoniac et de sa présence de composés organiques récalcitrants.
• Solution: Un système SBBR a été conçu. L'opération par lots du SBR a permis de s'adapter à des caractéristiques de lixiviat variables, tandis que les transporteurs MBBR offraient un biofilm stable pour une nitrification / dénitrification cohérente et une rupture améliorée des produits biologiques difficiles.
• Résultat: Le SBBR a démontré des performances supérieures pour éliminer des concentrations élevées d'azote d'ammoniac et réduire la COD, même avec un influent fluctuant. Le biofilm résilient a résisté aux composés inhibiteurs souvent trouvés dans le lixiviat, conduisant à un traitement plus stable et fiable par rapport aux systèmes de croissance purement suspendus.

Exemple d'étude de cas: mise à niveau d'un SBR industriel pour la capacité et la robustesse

• Défi: Un système SBR existant dans une usine de fabrication de produits chimiques avait du mal à répondre aux demandes accrues de la capacité et à maintenir une qualité d'effluent constante pendant la production maximale en raison de l'augmentation de la charge organique.
• Solution: Des transporteurs MBBR ont été ajoutés aux réservoirs SBR existants, les convertissant efficacement en SBBRS. Aucun nouveau chars n'était nécessaire.
• Résultat: L'ajout de transporteurs a considérablement augmenté la capacité de traitement volumétrique des réservoirs existants, permettant à l'usine de gérer la charge accrue sans élargir son empreinte. Le système hybride a également montré une plus grande résilience aux charges de choc, conduisant à des performances plus cohérentes et à une réduction des bouleversements opérationnels.