SBR (réacteur batch de séquençage)
Le procédé SBR est un procédé à boues activées exploité en mode d'aération intermittente. Le cœur de la technologie SBR est le réacteur SBR, qui intègre des fonctions telles que l'égalisation, la décantation primaire, la dégradation biologique et la décantation secondaire dans un seul réservoir. Dans le même réacteur, le procédé comprend cinq étapes de base : entrée, réaction, décantation, drainage et veille, sans système de retour des boues. Des processus anaérobies et aérobies alternés se produisent dans le réservoir, permettant ainsi une dénitrification et une élimination efficaces du phosphore. Il est particulièrement adapté aux rejets intermittents et aux situations présentant des variations de débit importantes. La carafe est un équipement clé dans ce processus.
Le procédé SBR ne nécessite pas de cuve de décantation, ce qui entraîne un indice de volume de boues (SVI) plus faible, facilitant la décantation des boues et réduisant l'apparition de gonflements de boues. Ces dernières années en particulier, avec l'amélioration des niveaux d'automatisation, l'utilisation généralisée d'instruments tels que des vannes électriques, des jauges de niveau, des minuteries automatiques et des contrôleurs programmables a permis d'automatiser l'ensemble du processus SBR. Lorsqu’elle est exploitée et gérée correctement, la qualité des effluents peut dépasser celle des procédés continus à boues activées. Comparé à d’autres méthodes, le SBR occupe également un encombrement réduit, résiste aux chocs et peut traiter les eaux usées organiques toxiques ou à haute concentration.
Avantages :
Haute flexibilité : convient aux stations d'épuration de petite et moyenne taille, et l'échelle de traitement peut être ajustée selon les besoins.
Encombrement relativement faible : en raison du traitement par lots, le SBR occupe une surface relativement petite.
Élimination efficace des polluants : le SBR peut éliminer efficacement les polluants organiques, azotés et phosphorés.
Inconvénients :
Nécessite une gestion stricte des opérations : le fonctionnement du SBR nécessite un contrôle strict du temps et une gestion des opérations.
Consommation d'énergie élevée : Une consommation d'énergie importante pour l'aération et l'agitation est nécessaire.
Sensibilité aux fluctuations de la qualité de l'eau d'afflux : Le SBR peut être sensible aux fluctuations de la qualité de l'eau d'affluent, ce qui pourrait affecter l'efficacité du traitement.
MBR (bioréacteur à membrane)
Le MBR est un nouveau procédé efficace de traitement des eaux usées qui combine une technologie de séparation par membrane à haute efficacité avec des procédés traditionnels à boues activées. Il utilise des modules à membrane MBR pour remplacer les décanteurs secondaires traditionnels. L'eau traitée est pompée après filtration à travers la membrane, tandis que les boues activées sont retenues par séparation membranaire et ne sont pas évacuées du système, prolongeant ainsi considérablement l'âge des boues et augmentant la concentration des boues activées. Sa principale caractéristique est de séparer le temps de rétention des boues (SRT) du temps de rétention hydraulique (HRT).
Le composant principal du processus MBR est le module membranaire, qui est divisé en membranes à fibres creuses, membranes tubulaires, membranes à plaques et cadres (feuilles plates), membranes enroulées en spirale et membranes capillaires. Sa fonction est similaire à celle du décanteur secondaire dans les procédés traditionnels à boues activées. La précision de filtration des modules membranaires est relativement élevée, généralement capables d'intercepter des solides allant de 0,01 μm à 0,1 μm.
Bien entendu, les membranes MBR doivent également prendre en compte le lavage à contre-courant après une opération à long terme. Lorsque les méthodes de nettoyage physique ne sont pas efficaces, un nettoyage chimique est nécessaire, ce qui peut relativement bien restaurer le flux membranaire. Les réactifs chimiques courants comprennent les acides, les alcalis, les agents chélateurs, les oxydants, les enzymes et les tensioactifs. Bien que les méthodes chimiques puissent éliminer les polluants, elles peuvent en introduire de nouveaux, et les agents de nettoyage chimiques ont certains effets nocifs sur les micro-organismes. Les conditions et méthodes de fonctionnement nécessitent donc une attention particulière.
Avantages :
Effluent de haute qualité : la technologie de séparation par membrane de MBR permet une séparation solide-liquide de haute qualité, garantissant une qualité stable des effluents.
Encombrement relativement faible : grâce à l'utilisation de la technologie de séparation par membrane, le MBR occupe une surface plus petite.
Large applicabilité : convient aux stations d’épuration des eaux usées de différentes qualités et échelles d’eau.
Inconvénients :
Consommation d'énergie élevée : La filtration sur membrane en MBR nécessite une consommation d'énergie relativement élevée.
Encrassement des membranes et difficulté de maintenance : un nettoyage et un remplacement réguliers des membranes sont nécessaires, ce qui entraîne des coûts de maintenance plus élevés.
Coût d'investissement élevé : par rapport aux étangs biologiques traditionnels, le MBR a des coûts d'investissement plus élevés.
MBBR (réacteur à biofilm à lit mobile)
Le MBBR est un nouveau type de réacteur à biofilm, développé sur la base de réacteurs à lit fixe, de réacteurs à lit fluidisé et de lits filtrants biologiques. Il s'agit d'un réacteur à biofilm composite amélioré qui surmonte les inconvénients des réacteurs à lit fixe nécessitant un lavage à contre-courant périodique, des réacteurs à lit fluidisé nécessitant une fluidisation du porteur et du fonctionnement complexe des lits filtrants biologiques immergés nécessitant un nettoyage du média filtrant et le remplacement du dispositif d'aération. Le MBBR conserve les caractéristiques des méthodes traditionnelles de biofilm telles que la résistance aux chocs, la faible production de boues et les longs âges des boues. Le cœur du MBBR réside dans un type spécial de média avec une densité ≈ 1, similaire à la densité de l'eau, lui permettant d'atteindre un état fluidisé sans nécessiter de puissance importante.
Le principe principal du MBBR est de faire passer en continu les eaux usées à travers les supports du réacteur, où des biofilms se forment sur les supports, facilitant la prolifération des micro-organismes et la dégradation des polluants organiques. Par rapport aux procédés à boues activées, les procédés MBBR ont des âges de boue plus longs, permettant la rétention de plus de bactéries nitrifiantes et de meilleurs effets de dénitrification.
Le MBBR peut être équipé de décanteurs secondaires ou fonctionner sans eux. S'il est exploité sans décanteurs secondaires, il est classé comme technologie MBBR pure entrant dans la catégorie des procédés à biofilm. Si des décanteurs secondaires sont installés, on parle de système MBBR hybride, combinant les caractéristiques des procédés à biofilm et à boues activées.
Avantages :
Efficacité de traitement élevée : le MBBR offre une grande surface pour la croissance et la fixation du biofilm, favorisant ainsi la croissance microbienne et améliorant l'efficacité du traitement des eaux usées.
Forte adaptabilité : convient à différents types et échelles de stations d’épuration des eaux usées.
Forte capacité d'adaptation aux fluctuations de charge : le MBBR présente une bonne adaptabilité aux fluctuations de charge, ce qui entraîne des performances de traitement relativement stables.
Inconvénients :
Nécessite une maintenance opérationnelle élevée : un nettoyage régulier des supports de support et une surveillance de l’état du biofilm sont nécessaires.
Nécessite une température et une qualité d’eau élevées : le MBBR peut être moins efficace dans des environnements à basse température ou dans des conditions de mauvaise qualité de l’eau.
Coûts d'investissement et d'exploitation élevés : par rapport aux étangs biologiques traditionnels, le MBBR a des coûts d'investissement et d'exploitation plus élevés.