Qu’est-ce que le traitement anaérobie des eaux usées et son principe de fonctionnement ?

 

Cet article donnera une introduction accessible au traitement anaérobie et le divisera en trois parties pour vous aider à clarifier son fonctionnement et pourquoi vous l'utilisez.

 

1. Qu’est-ce que le traitement anaérobie des eaux usées ?

 

2. Comment fonctionne le traitement anaérobie des eaux usées ?

 

3. Les types courants de systèmes de traitement anaérobie des eaux usées comprennent

 

4.Qu'est-ce qu'Aquasust pourrait vous aider en matière de traitement anaérobie des eaux usées ?

 

 

Le traitement anaérobie des eaux usées est un processus biologique dans lequel des micro-organismes dégradent les polluants organiques en l'absence d'oxygène. Dans le cycle de traitement anaérobie de base, les eaux usées pénètrent dans la cuve du bioréacteur. Le bioréacteur contient une substance semi-solide épaisse appelée boue, composée de bactéries anaérobies et d'autres micro-organismes. Ces micro-organismes anaérobies ou « bactéries anaérobies » digèrent les substances biodégradables présentes dans les eaux usées, produisant ainsi une demande biologique en oxygène (DBO), une demande chimique en oxygène (DCO) et/ou des matières en suspension totales (TSS) plus faibles. L'effluent est utilisé comme sous- produit du biogaz.

 

Le traitement anaérobie des eaux usées est utilisé pour traiter diverses eaux usées industrielles provenant de l'agriculture, de l'alimentation et des boissons, des produits laitiers, des pâtes et papiers et des industries textiles, ainsi que les boues d'épuration et les eaux usées municipales. La technologie anaérobie est généralement utilisée pour les cours d’eau contenant de fortes concentrations de substances organiques (mesurées en DBO, DCO ou TSS élevées), généralement avant le traitement aérobie. Le traitement anaérobie est également utilisé pour des applications spéciales, telles que le traitement des flux de déchets avec des matières organiques inorganiques ou chlorées, et convient parfaitement au traitement des eaux usées industrielles chaudes.

 

 

Le traitement anaérobie des eaux usées est un traitement biologique dans lequel des micro-organismes anaérobies sont utilisés pour décomposer et éliminer les polluants organiques présents dans les eaux usées. Bien que les systèmes de traitement anaérobie puissent prendre de nombreuses formes, ils incluent généralement une forme de bioréacteur ou de stockage capable de maintenir l’environnement sans oxygène nécessaire au processus de digestion anaérobie.

 

Le processus de traitement anaérobie des eaux usées comprend deux étapes : l’étape d’acidification et l’étape de production de méthane, toutes deux dans un état d’équilibre dynamique. Au stade initial de la formation d’acide, les bactéries anaérobies décomposent les composés organiques complexes en acides organiques volatils à chaîne courte plus simples. La deuxième étape, appelée étape de production de méthane, comprend deux étapes : production d'acide acétique, les bactéries anaérobies synthétisent des acides organiques pour former de l'acétate, de l'hydrogène et du dioxyde de carbone ; et la production de méthane, puis les micro-organismes anaérobies agissent sur ces molécules nouvellement formées, formant du méthane et du dioxyde de carbone. Ces sous-produits peuvent être recyclés pour être utilisés comme combustible, et les eaux usées peuvent être utilisées pour un traitement ultérieur et/ou un rejet.

 

Selon les exigences spécifiques de l'application et les exigences des installations, les systèmes de digestion anaérobie peuvent être conçus comme des dispositifs à un ou plusieurs étages, ce qui signifie qu'ils peuvent être équipés de réservoirs d'acidification et de bioréacteurs séparés.

 

 

Lagune anaérobie

 

Les lagunes anaérobies sont de grands étangs artificiels, généralement d'une taille comprise entre 1-2 acres et jusqu'à 20 pieds de profondeur. Ils sont largement utilisés dans le traitement des eaux usées agricoles provenant de la production de viande, ainsi que dans le traitement d’autres flux d’eaux usées industrielles, et comme étape de traitement primaire pour le traitement des eaux usées urbaines. Les eaux usées sont généralement acheminées vers le fond de la lagune, où elles se déposent pour former une couche liquide supérieure et une couche de boues semi-solides. La couche liquide empêche l’oxygène d’atteindre la couche de boues, permettant ainsi au processus de digestion anaérobie de décomposer la matière organique présente dans les eaux usées. En moyenne, ce processus peut prendre aussi peu que quelques semaines ou jusqu'à six mois pour ramener le niveau de DBO/DCO à la plage cible. Les bactéries anaérobies sont bénéfiques dans certaines conditions environnementales, telles que la température de l'eau chaude (85-95 degrés F) et un pH presque neutre. Par conséquent, le maintien de conditions optimales augmentera l’activité des micro-organismes anaérobies, réduisant ainsi le temps de rétention des eaux usées. Le taux de respiration anaérobie peut également être limité par de nombreux facteurs, notamment les fluctuations de la concentration de DBO/DCO et la présence de substances telles que le sodium, le potassium, le calcium et le magnésium.

 

Réacteur à lit de boues anaérobie

 

Le réacteur à lit de boues est un traitement anaérobie dans lequel les eaux usées traversent une « couverture » flottante de particules de boues en suspension. Lorsque les bactéries anaérobies présentes dans les boues digèrent les composants organiques des eaux usées, elles se multiplient et s'accumulent en particules plus grosses, qui se déposent au fond du réservoir du réacteur et peuvent être recyclées pour un recyclage ultérieur. Les eaux usées traitées s'écoulent vers le haut hors de l'appareil. Le biogaz généré lors du processus de dégradation est collecté par le couvercle de collecte pendant tout le cycle de traitement.

 

 

Lit de boues anaérobies à flux ascendant (UASB) : Dans le traitement UASB, les eaux usées sont pompées vers le fond du bioréacteur UASB et appliquées vers le haut. Lorsque les eaux usées s’écoulent, la couche de boue flotte.

 

Lits de boues granulaires expansées (EGSB) : les EGSB sont très similaires à la technologie UASB. Le facteur de différenciation clé est que les eaux usées sont recyclées à travers le système pour favoriser un meilleur contact avec les boues. Ils sont également généralement plus élevés que l'UASB et le flux d'affluent se poursuit à une vitesse plus élevée. Par conséquent, par rapport au système UASB, l’EGSB peut gérer des flux avec un contenu organique plus élevé.

 

Réacteur à chicanes anaérobies (ABR) : L'ABR est composé de compartiments semi-fermés séparés par des chicanes alternées. Le déflecteur interrompt l'écoulement régulier des eaux usées et favorise un meilleur contact avec la couche de boue lorsque les boues s'écoulent de l'entrée du réacteur vers la sortie.

 

 

Le réacteur de filtration anaérobie se compose d'un réservoir de réacteur équipé d'un certain média filtrant fixe. Les micro-organismes anaérobies peuvent s'établir sur le média filtrant, formant ce que l'on appelle des biofilms. Les médias filtrants varient d’un système à l’autre. Les matériaux courants comprennent les films et particules de plastique, ainsi que le gravier, la pierre ponce, les briques et d'autres matériaux. Les nouveaux médias filtrants doivent être inoculés avec des bactéries anaérobies, et cela peut prendre plusieurs mois pour que le biofilm s'accumule au point de pouvoir être traité à pleine capacité.

 

Pendant le cycle de traitement, le flux d'eaux usées passe à travers un média filtrant, qui est utilisé pour capturer les particules dans le flux tout en fournissant une surface suffisante pour exposer les bactéries anaérobies du biofilm aux matières organiques présentes dans le flux. Au fil du temps, les performances du réacteur de filtration doivent être soigneusement surveillées, car le média filtrant finira par être obstrué par une accumulation excessive de biofilm et de particules, et des étapes de maintenance telles que le lavage à contre-courant et le nettoyage sont nécessaires pour maintenir des performances optimales.