Le traitement biologique des eaux usées est une étape cruciale dans la purification de l’eau, permettant de décomposer les polluants organiques à l’aide de micro-organismes. Voici un aperçu des principaux types de traitement biologique utilisés dans les stations d’épuration.

Boues activées

En quoi consiste son utilisation?

La technique des boues activées est un procédé de traitement des eaux usées et industriels. Cette technologie a été mise au point au début du siècle dernier et reste aujourd’hui efficace.

Les conceptions sont différentes des autres types de traitement biologique, mais le modèle reste souvent inchangé :

  • On retrouve un bassin d’aération qui fait office de réacteur biologique ;
  • Un bassin de décantation permettra la séparation des solides, des boues activées et des eaux usées traités ;
  • Un équipement de retour des boues activées pour transférer les boues activées à l’entrée du bassin d’aération

Processus de fonctionnement

Le processus d’utilisation de la boue activée est assez simple. On introduit de l’air atmosphérique dans le mélange d’eaux usées. Ces eaux usées contiennent des organismes capables de produire un floc biologique. Ces flocs sont les futures boues activées.

L’efficacité du processus d’élimination dépend de plusieurs facteurs :

  • Le temps de résidence hydraulique dans le bassin d’aération. On le calcule en divisant le volume du bassin d’aération par le débit;
  • La charge de l’influent. C’est-à-dire ses caractéristiques, tel que sa DCO, concentration d’azote, sa teneur en carbone, etc; 
  • Les conditions du bassin d’aération (Rapport nourriture/microorganismes)
  • Les conditions d’aération
  • La température, etc…

Après le traitement, le floc se dépose au fond du bassin de décantation.
L’eau purifiée peut subir un traitement supplémentaire ou retourner à la nature si elle répond aux normes.

Les matières en suspension (MES) décantées sont renvoyées au début du bassin d’aération pour un nouveau cycle de traitement. Toutefois, à cause de la croissance biologique, un excès se forme, appelé boues activées résiduelles. Ce surplus peut déséquilibrer la relation entre la biomasse et les nutriments. Pour éviter cela, on retire ce surplus avant de remettre les MES dans le cycle. Cette étape assure une purification optimale de l’eau.

Les boues activées résiduelles sont conservées dans des réservoirs séparés. Là, elles subissent un traitement, soit aérobie, soit anaérobie, avant d’être éliminées de manière appropriée .

Il existe diverses installations qui emploient la technologie des boues activées, chacune avec ses propres techniques spécifiques.

MBBR

Avant d’atteindre la membrane, un tamis retire sables et graisse pour prévenir tout blocage. Seules les particules inférieures à 3 mm sont autorisées à passer. On accepte également les tamisages manuels. Pour réaliser la décomposition des impuretés. Le MBBR utilise uniquement des bactéries.

La technologie MBBR repose sur des particules qui accueillent des colonies de bactéries. Ces bactéries forment un biofilm sur ces particules mobiles, jouant un rôle clé dans la purification de l’eau.

À la fin de ce processus, l’eau est nettoyée, mais des boues restent et doivent être traitées. Pour cela, un bioréacteur avec une technologie à lamelles est utilisé pour la décantation. Le MBBR est durable avec des pièces moins chères, offrant une option économique face à la MBR.

IFAS

L’IFAS, une technologie émergente, améliore le traitement en ajoutant un support de croissance dans un bassin de boues activées. Cette méthode booste la biomasse et peut moderniser des installations existantes sans gros travaux.

La force de l’IFAS est qu’elle est le perfectionnement de la méthode des boues avancées. Elle est donc facilement intégrable dans des installations déjà existantes.

De plus, ajouter un lit qui peut être soit fixe, soit mobile octroie de nombreux avantages :

  • Cette configuration permet d’obtenir deux populations biologiques différentes qui agissent en synergie.
  • La liqueur mixte, riche en agents actifs, élimine la majorité des déchets. Et, le biofilm avec ses bactéries nitrifiantes se charge de l’azote.
  • Les processus de biofilm fusionnent les zones anaérobies, aérobies et anoxiques en une étape unique. Avec les systèmes IFAS, la biomasse supplémentaire se fixe sur une surface stable. Cela élimine le besoin d’éliminer les boues activées et évite d’accroître inutilement les populations en suspension.
  • Opter pour le système IFAS est plus économique que les installations de boues activées traditionnelles. Les systèmes à lit fixe, comme l’IFAS, requièrent souvent moins d’espace que les méthodes classiques. En intégrant l’IFAS à votre système actuel, vous boostez son efficacité sans les coûts d’agrandissement.

Technologie de l'IFAS

L’IFAS, ou “boues actives intégrées à film fixe”, est une innovation récente pour traiter les eaux usées. Bien qu’inspirée des méthodes traditionnelles de boues activées, elle est plus efficace. La principale distinction entre l’IFAS et le MBBR réside dans la manière dont les boues activées sont réutilisées. Cette technologie offre une approche moderne et avantageuse pour la purification de l’eau.

 L’IFAS est une technologie adaptée aux installations de boues activées déjà existantes dans le traitement biologique. Elle offre l’avantage d’utiliser des bassins plus compacts. Ces bassins sont spécialement conçus pour accueillir des médias, qu’ils soient dispersés ou fixes. Si vous optez pour un média dispersé, pensez à ajouter des écrans supplémentaires pour une meilleure efficacité.  

Cette technologie IFAS présente des avantages nombreux pour les technologies déjà existantes. Cependant, avant d’installer un système IFAS dans une station existante, il est important de réaliser quelques observations :

  • Vérifiez la capacité d’aération de votre système.Votre système doit supporter l’augmentation d’oxygène avec la nouvelle biomasse en passant à l’IFAS.
  • Planifiez soigneusement l’introduction du média. Il faut s’assurer que les bassins sont adaptés pour recevoir le type de média que vous avez choisi.

MBR

Le MBR, ou Membrane Bio Réacteur, est une technologie délicate par rapport à d’autres méthodes de traitement biologique.

Le tampon de boues en amont permet à ce système :

  • de produire de la boue en quantité moindre et donc évite d’avoir à les traiter
  • d’avoir également un gain de place élevé

Le système MBR, plus efficace que FBBR ou MBBR, peut entraîner des coûts de maintenance élevés. Ce système a des bactéries sur une membrane, avec une concentration cinq fois plus élevée que d’autres méthodes. 

Avec des pores adaptés, la membrane filtre et élimine les germes de l’eau. 

 Pour obtenir ces résultats, une pression négative est essentielle pour faire circuler les eaux usées. Ce processus consomme beaucoup d’énergie, augmentant les coûts.

De plus, la membrane doit être régulièrement remplacée et nettoyée. Toutes ces interventions nécessitent une main d’œuvre qualifiée.

FBBR

Le système FBBR, ou Fix Bed Biofilm Reactor, ressemble davantage au MBBR qu’au MBR. Sa particularité est un substrat fixe qui recouvre les parois de la cuve. Grâce à cette configuration, il permet de réduire les coûts d’exploitation et d’entretien, le rendant ainsi très économique.

La couche biologique convertit les contaminants en matières sédimentaires via des organismes aérobies utilisant l’oxygène. Cet oxygène provient d’une couche située sous le substrat, fournissant un flux d’air ascendant. Ce système autorégulateur est non seulement efficace, mais aussi économique en termes de coûts de pièces, comparé au MBR. Toutefois, comme avec le MBBR, les boues doivent être traitées.

SBR

Les SBR (réacteurs discontinus séquentiels) utilisent une section de prétraitement séparée pour retenir mécaniquement les solides. Combiné à cela, on trouve un réservoir d’aération et de décantation biologique.

Les petits systèmes de traitement des eaux usées SBR nettoient les eaux usées. Voici quelques lignes expliquant le fonctionnement de la technologie SBR.

  • D’abord, les eaux usées passent par un traitement initial, soit mécanique soit chimique, pour éliminer les solides. Suite à cette opération, les eaux usées vont s’introduire dans le 2ème réservoir. Elles y seront traitées par la méthode SBR.
  • L’efficacité de ce traitement repose sur une aération contrôlée, grâce à des microorganismes spécialisés. Dans le processus SBR, on alterne entre des phases d’aération courtes et des moments de repos. Et c’est durant ces étapes que les boues activées se forment. 
  • Après des cycles alternés de repos et d’aération, une longue phase de repos intervient. Pendant ce temps, les boues se déposent au fond de la cuve, laissant une eau épurée à la surface.
  • Cette eau est ensuite séparée du mélange, et les boues retournent dans la première cuve. Conformément aux normes, l’eau épurée peut soit être relâchée, soit recevoir un traitement supplémentaire pour garantir sa pureté.
Type de traitement biologique 1h2o3
Panier
preloader