Stations d’épuration biologiques

Lorsque les eaux résiduelles présentent une concentration élevée de matière organique dissoute, l’alternative la plus compétitive est le traitement biologique, de par sa simplicité et ses faibles coûts. Les seules exigences pour l’application convenable de cette technologie est que la contamination soit biodégradable et qu’il n’y ait pas de présence d’aucun composé biocide dans l’effluent à traiter.

Les traitements biologiques des eaux résiduelles sont basés sur la capacité d’un ensemble varié de microorganismes qui sont capables de dégrader la matière organique présente dans l’eau résiduelle pour leur propre croissance. Pour la croissance des microorganismes il est nécessaire que, en plus de la matière organique, l’eau contienne des nutriments, principalement de l’azote et du phosphore. Ensuite, la séparation de ces microorganismes de l’eau est simple et économique, car les microorganismes sont chargés d’éliminer la matière organique présente dans l’eau, autant la matière particulaire que la matière soluble.

L’ensemble de microorganismes est très varié et riche en espèces et leur composition exacte dépend des caractéristiques de l’eau résiduelle que l’on traite et des conditions de processus, car c’est une espèce d’écosystème qui s’adapte continuellement aux conditions externes changeantes.

La suppression de la matière organique biodégradable, ainsi que de l’azote et du phosphore, grâce à des traitements biologiques est la manière la plus économique et simple de traiter les effluents. C’est pour cette raison qu’il s’agit du traitement le plus appliqué non seulement pour le traitement des eaux résiduels urbaines, mais aussi industrielles.

Les limites de ce type de traitement sont liées à la biodégradabilité de la contamination et à la présence dans l’effluent à traiter de substance inhibitrice de la croissance des microorganismes (biocides).

Condorchem Envitech offre un large éventail de traitements biologiques afin de trouver dans tous les cas particuliers le processus optimal. Nous bénéficions d’une longue expérience dans la conception, la fabrication, le montage et la mise en route de différents types de stations de traitement biologique des eaux résiduelles.

Les traitements dans lesquels nous disposons d’une longue expérience sont les suivants :

• Réacteurs aérobies
• Réacteurs anaérobies.

Nous disposons de réacteurs biologiques à membranes type MBR, à lit filtrant MBBR et séquentiels SBR pour la conception de nos stations de traitement biologique des eaux résiduelles :

Réacteur de boues actives

Processus biologique en continu, aérobie et avec la biomasse en suspension. Efficace et viable si l’on dispose d’espace.

Réacteur biologique séquentiel (SBR)

Ce type de réacteur opère en discontinu et tous les processus ont lieu dans le même réservoir de manière séquentielle dans le temps. C'est une bonne alternative pour les industries qui produisent de petits effluent mais avec une variabilité élevée concernant ses caractéristiques

Réacteur biologique de membranes (MBR)

Ce réacteur est similaire à celui des boues actives avec la singularité qu'il dispose d'un module de membranes d'ultrafiltration à l'intérieur. Ce module permet la séparation de la boue et le liquide par des membranes, en obtenant des avantages importants concernant les décanteurs secondaires traditionnels. C'est une alternative pour les cas dans lesquels on dispose de peu d'espace.

Réacteur biologique de lit mobile (MBBR)

Ce réacteur est similaire à celui des boues actives conventionnel avec la singularité qu'il dispose d'un module de membranes d'ultrafiltration à l'intérieur. Ce module permet la séparation de la boue et le liquide par des membranes, en obtenant des avantages importants concernant les décanteurs secondaires traditionnels. C'est une alternative pour les cas dans lesquels on dispose de peu d'espace.

BIOCARB®

C'est un modèle exclusif déposé par Condorchem Envitech et qui est basé sur le développement d'un réacteur aérobic fixe dont la matière de remplissage est le charbon de lignite granulé.

Le charbon filtre, adsorbe et sert de support à la biopellicule, en plus d'alimenter les microorganismes de minéraux et les éléments trace. D'autre part, le processus d'adsorption réalise une double contribution au processus en stratifiant les pics de chargement de contaminants et en faisant que le temps de résidence des contaminants à l'intérieur du réacteur augmente ce qui rend possible la dégradation de composés organiques persistants.

Le réacteur BioCarb® s'est montré particulièrement efficace pour le traitement de contaminants difficiles à biodégrader et avec la couleur. De plus, l'immobilisation de la biomasse en surface du charbon de lignite permet de réaliser en une seule étape un traitement biologique et physicochimique des eaux résiduelles.

Réacteur UASB

Processus anaérobie, idéal pour des effluents avec des chargements organiques élevés. Coûts d’exploitation très faibles.

Réacteur RAFAC®

Processus anaérobie, optimisé pour traiter des chargements organiques élevés. Processus très compétitif.

• Le traitement biologique est la technique la plus économique pour supprimer la contamination biodégradable des eaux résiduelles
• Ce traitement est applicable à une grande variété d’eaux résiduelles
• L’opération est simple et, en grande partie, automatisée
• Elle produit un effluent qui, par le biais de processus tertiaires, peut être réutilisé de nouveau
• Il existe des processus intensifs lors desquels il n’est pas nécessaire de disposer d’un grand espace pour effectuer le traitement satisfaisant de débits importants
• Dans le cas du traitement anaérobie, on réduit au maximum la production de boues et il est possible de générer du biogaz, lequel peut être valorisé et constitue une ressource énergétique importante

• Eaux résiduelles urbaines
• Eaux résiduelles domestiques et de petites copropriétés
• Eaux industrielles de l’industrie alimentaire
• Eaux résiduelles de l’industrie textile
• Eaux résiduelles de fermes et abattoirs

Les microorganismes peuvent dégrader la matière organique en utilisant de l’oxygène (croissance aérobie) ainsi qu’en son absence (croissance anaérobie), en utilisant deux types de métabolisme très différents qui entrainent des conséquences pratiques. À condition que les microorganismes disposent d’oxygène ils évolueront en utilisant le métabolisme aérobie, car c’est celui qui offre le meilleur rendement énergétique. Uniquement dans les conditions dans lesquelles les microorganismes ne disposent pas d’oxygène en quantité suffisante, le métabolisme anaérobie sera activé, celui-ci fournira aux cellules la capacité de continuer à croitre, s’ils disposent de nutriments, mais avec un rendement énergétique très faible.

La sélection du type de processus biologique la plus appropriée doit être analysée au cas par cas en fonction des caractéristiques de l’effluent à traiter.

Système aérobie

Les traitements aérobies d’eaux résiduelles se basent sur la capacité de dégradation de la matière organique de la part des microorganismes en utilisant l’oxygène comme accepteur d’électrons. Cette circonstance permet aux cellules d’obtenir des rendements énergétiques élevés, ce qui entraine la production d’une importante génération de boues.

Il existe différents types de traitements biologiques aérobies, les plus importants étant les suivants :

• Processus conventionnels (boues activées) 

  La biomasse croit librement, ou en suspension, à l’intérieur du réacteur biologique, produisant la formation de flocules. C’est un système largement utilisé et de contrôle facile.

• Réacteurs séquentiels (SBR) 

  L’opération est en discontinu et tous les processus sont effectués séquentiellement dans le temps dans le même réservoir. C’est une bonne alternative pour les industries qui produisent de petits effluent mais avec une variabilité élevée concernant ses caractéristiques.

• Réacteurs de Biomembrane (MBR) 

  C’est un traitement analogue au processus conventionnel, mais avec la particularité qu’il dispose d’un module de membranes d’ultrafiltration à l’intérieur. Ce module permet la séparation de la boue du liquide par des membranes, en obtenant des avantages importants concernant les décanteurs secondaires traditionnels. C’est une alternative pour les cas dans lesquels on dispose de peu d’espace.

• BIOCARB® 

  C’est un processus déposé par Condorchem Envitech et qui est basé sur le développement d’un réacteur aérobic fixe dont la matière de remplissage est le charbon de lignite granulé. Le charbon filtre, adsorbe et sert de support à la biopellicule, en plus d’alimenter les microorganismes de minéraux et les éléments trace. D’autre part, le processus d’adsorption réalise une double contribution au processus en stratifiant les pics de chargement de contaminants et en faisant que le temps de résidence des contaminants à l’intérieur du réacteur augmente ce qui rend possible la dégradation de composés organiques persistants. Le réacteur BioCarb® s’est montré particulièrement efficace pour le traitement de contaminants difficiles à biodégrader et avec la couleur. De plus, l’immobilisation de la biomasse en surface du charbon de lignite permet de réaliser en une seule étape un traitement biologique et physicochimique des eaux résiduelles.

• Biodisques 

  Il s’agit d’un processus dans lequel la biomasse est immobilisée, concrètement elle croit en adhérant à un ensemble de disques qui tournent autour d’un axe horizontal, situés dans le réacteur. Sur ce support se développe progressivement une pellicule de biomasse bactérienne, qui emploie comme substrat pour son métabolisme la matière organique soluble présente dans l’eau résiduelle. Lorsque la surface du disque se trouve en contact avec l’air, la biomasse qui adhère au disque prend l’oxygène nécessaire pour que, lors de la période d’immersion, se produise la dégradation de la matière organique présente dans l’eau résiduelle.

• Filtres percolateurs 

  L’eau résiduelle à traiter se répartir, déjà décantée, sur la partie supérieure d’un filtre, garni d’un support qui peut être du sable, du gravier, etc. Lorsque l’eau descend dans les espaces interstitiels du filtre, la matière organique se dégrade car la biomasse croit en adhérant aux particules du garnissage du filtre.

• Filtres de lit mobile (MBBR) 

  La biomasse qui réalise la dégradation de la matière organique se trouve adhérée sous forme de biofilm à des supports de grande surface spécifique (garnissage filtrant). Ces supports se trouvent submergés à l’intérieur du réacteur en mouvement continu.

Système anaérobie

Les traitements anaérobies permettent la dégradation de la matière organique en l’absence d’oxygène. Cela entraine que la production de boues soit très faible, en comparaison avec un processus aérobie, et la production de biogaz, lequel peut être valorisé. En contrepartie, il n’est pas possible de supprimer de nutriments uniquement grâce à un processus anaérobie.

• BIOCARB®: Processus biologique, aérobie et avec biomasse fixe. Traitement très efficace et complet. Excellente alternative dans de nombreux cas.
• Réacteur UASB: Processus anaérobie, idéal pour des effluents avec des chargements organiques élevés. Coûts d’exploitation très faibles.
• Réacteur RAFAC®: Processus anaérobie, optimisé pour traiter des chargements organiques élevés. Processus très compétitif.