Le principe de fonctionnement deMBBR (réacteur à biofilm à lit mobile)Les bio-supports sont basés sur l'intégration de la technologie du biofilm et de la fluidisation.
Son mécanisme de base implique l’utilisation de transporteurs suspendus pour obtenir un traitement efficace des eaux usées. Le procédé consiste à ajouter dans le réacteur des porteurs en suspension d'une densité proche de celle de l'eau. Sous aération ou écoulement d'eau, ces porteurs se fluidifient, créant un environnement triphasique (gaz-liquide-solide) propice à la croissance microbienne. La surface des supports est spécialement traitée pour posséder une structure rugueuse et poreuse et un caractère hydrophile, offrant ainsi un habitat idéal pour la fixation microbienne. Les micro-organismes forment des biofilms sur la surface porteuse et dégradent la matière organique présente dans les eaux usées par des processus métaboliques.
Les transporteurs MBBR présentent une structure interne et externe stratifiée :
L'intérieur des supports, en raison de la pénétration limitée de l'oxygène, forme un environnement anaérobie ou anaérobie facultatif approprié à la croissance de bactéries anaérobies telles que des bactéries dénitrifiantes. L’extérieur, directement exposé à l’oxygène et aux eaux usées, offre des conditions favorables aux bactéries aérobies. Cette stratification permet à chaque transporteur de fonctionner comme un réacteur miniature, facilitant simultanément la nitrification (où les bactéries aérobies convertissent l'azote ammoniacal en nitrate) et la dénitrification (où les bactéries anaérobies réduisent le nitrate en azote gazeux), améliorant considérablement l'efficacité de l'élimination de l'azote. Contrairement aux transporteurs fixes traditionnels, les transporteurs MBBR maintiennent un contact fréquent avec les eaux usées par fluidisation, formant ainsi un « biofilm mobile ». Cela évite non seulement les problèmes de colmatage associés aux transporteurs fixes, mais exploite également les effets synergiques des boues activées en suspension et des biofilms attachés, utilisant pleinement l'espace du réacteur et améliorant l'efficacité du traitement.
Le procédé combine les avantages des technologies à boues activées et à biofilm :
une concentration élevée de boues améliore la résistance aux charges de choc, tandis que l'état fluidisé favorise le renouvellement microbien, empêchant ainsi la perte d'efficacité due au vieillissement et au détachement du biofilm. De plus, la surface spécifique élevée et la capacité de fixation microbienne des supports leur permettent d’héberger plus de micro-organismes par unité de volume, améliorant ainsi considérablement l’efficacité d’élimination de la matière organique et de l’azote ammoniacal.
