Procédé de réacteur à biofilm à lit mobile (MBBR)

Le processus MBBR est un type de processus de croissance attachée. Dans les réacteurs MBBR, les micro-organismes sont fixés sur des supports mobiles pour l'élimination du carbone et/ou la nitrification. Les supports de support en plastique sont spécialement conçus pour fournir un environnement favorable à une croissance microbienne soutenue et stable, avec une densité légèrement inférieure à celle de l'eau.

 

Le procédé MBBR fonctionne avec une aération continue. L'apport d'air a pour but de fournir l'oxygène nécessaire aux micro-organismes et d'assurer la mise en suspension des supports du milieu.

 

L'effluent du réacteur, ainsi que le mélange de boues, est envoyé vers des unités de traitement en aval ou des bassins de décantation. Une certaine proportion des boues décantées est renvoyée à l'entrée du procédé MBBR. Des écrans statiques avec un espacement des barres correspondant à la taille des supports de support sont utilisés pour retenir les supports dans le réacteur, comme indiqué dans le schéma ci-dessous :

Le support de support se présente sous deux formes, comme indiqué dans le schéma : a. MBBR C, utilisé pour le traitement des polluants carbonés ; b. MBBR N, est principalement utilisé pour le traitement de nitrification.

Un prétraitement efficace, tel qu'un décanteur primaire ou un tamis fin, est nécessaire avant que l'influent n'entre dans le réacteur MBBR.

1.MBBR C

Le MBBR C utilise un matériau en polyéthylène comme support de média circulaire d'un diamètre de 45 mm et d'une longueur de 35 mm. La surface spécifique est d'environ 310m²/m³, et l'espacement des barreaux du crible statique est de 25mm.

Le MBBR C est un procédé biologique à forte charge (charge volumétrique jusqu'à 30 kg DCO/(m³·j)), principalement utilisé pour le traitement des eaux usées industrielles, avec un taux de remplissage maximal de 40 % du volume du réacteur.

Selon les objectifs du traitement, ce procédé peut être utilisé pour :

①Prétraitement en amont des procédés à boues activées, souvent appliqué dans les stations d'épuration modernisées.

②Procédés de sédimentation secondaire dans les processus de traitement ou de flottation en deux étapes pour certaines eaux usées industrielles.

Les deux schémas sont représentés sur le schéma :

2.MBBR N

Le MBBR N utilise également du polyéthylène comme support de support circulaire, mais plus petit que ceux utilisés dans le MBBR C : diamètre de 10 mm et longueur de 7 mm. La surface spécifique effective est plus importante, environ 870m²/m³. L'espacement des barres de l'écran statique est de 5 mm.

MBBR N a deux applications différentes :

① Réaction de nitrification de l'eau prétraitée dans le réacteur MBBR, suivie d'une réaction de dénitrification dans la zone anoxique par recirculation de liquide mixte et recirculation de boues (appelée MBBR CN). Ce système est similaire aux systèmes traditionnels à boues activées visant une dénitrification intégrée, à la différence principale que l'âge minimum des boues n'est plus un paramètre limitant pour le volume de conception des réservoirs aérobies, ce qui entraîne une réduction significative du volume requis du réservoir aérobie (réduction à environ 1/3). De plus, en raison de l'âge plus court des boues et d'une population diversifiée de bactéries hétérotrophes, des taux de dénitrification plus élevés peuvent être atteints. MBBR CN est particulièrement adapté pour :

a.Modernisation des stations d'épuration sans modifications majeures : Les réacteurs existants peuvent être divisés en deux zones indépendantes (anoxique et MBBR CN) pour augmenter la capacité d'alimentation du système d'aération. L'installation de pompes de recirculation de liquide mixte et d'écrans statiques à retenue de média permet à une station d'épuration conçue à l'origine pour l'élimination des seuls polluants carbonés d'atteindre les normes de rejet TN.

b.Petites stations d'épuration situées dans des régions froides ou connaissant des fluctuations saisonnières des charges polluantes : Les bactéries fixées sur les porteurs assurent un démarrage rapide après l'arrêt et maintiennent la nitrification même dans des conditions de basse température.

② Un traitement de nitrification profonde est appliqué à l'effluent du traitement secondaire, suivi d'une séparation solide-liquide (MBBR N). L'objectif principal est d'éliminer l'azote ammoniacal ou de répondre aux normes de rejet TKN (Total Kjeldahl Nitrogen). Le procédé MBBR N convient également aux eaux usées à forte concentration en azote ammoniacal, comme le traitement de nitrification des boues de retour du bassin de nitrification.

Les deux schémas d'application sont illustrés dans le schéma suivant :

3.Avantages et inconvénients

Le procédé MBBR offre les principaux avantages suivants :

① Élimination rapide et efficace des polluants carbonés [charge volumétrique entrante jusqu'à 30kg DCO/(m³·j)] et de l'azote ammoniacal [charge volumétrique jusqu'à 0,6 kg NH plus 4-N/ (m³·j)].

②Réduction significative du volume du réacteur.

③Performance de traitement stable avec une forte résistance aux charges de choc.

④ Convient aux mises à niveau et aux extensions des stations d'épuration des eaux usées.

Cependant, le procédé MBBR présente les inconvénients suivants :

① Il peut être difficile d'obtenir une élimination complète de l'azote total pour les eaux usées avec un faible rapport DBO/TKN et une concentration élevée en TKN.

② La nature des boues résiduelles générées dans les procédés de traitement biochimique à charge moyenne peut être instable.