Procédé Nereda et réacteurs biologiques à membranes
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Questions and Answers

Quel est l'intérêt du système d'aération dans un réacteur MBBR ?

  • Augmenter la surface volumique des supports
  • Éviter le départ du média du réacteur
  • Réduire le volume de support dans le réacteur
  • Favoriser l'oxydation de la matière organique et la respiration endogène des boues (correct)

    • Quel est le rôle du filtre à la sortie du réacteur MBBR ?

  • Conserver le média et éviter son départ du réacteur (correct)
  • Favoriser l'auto-nettoyage des supports
  • Réduire les retours d'expérience
  • Augmenter la surface volumique des supports

    • Quel est le principe de fonctionnement d'un lit bactérien ?

  • Un réacteur nécessitant un système d'aération pour fonctionner
  • Un réacteur contenant un média servant de support aux micro-organismes épurateurs
  • Un ouvrage contenant une masse de matériaux servant de support aux micro-organismes épurateurs (correct)
  • Un réacteur contenant un volume de support ne dépassant pas 70 % du volume du réacteur

    • Quel est le rapport qui décrit la charge appliquée dans un lit bactérien ?

    <p>Rapport entre la charge hydraulique et la charge organique massique par rapport à la surface du lit ou au volume du matériau</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'intérêt de limiter les surfaces à 600 m2/m3 pour le traitement du carbone ?

    <p>Améliorer l'efficacité du traitement du carbone</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de l'auto-nettoyage par frottement des supports entre eux dans un réacteur MBBR ?

    <p>Nettoyer les supports pour améliorer leur efficacité</p> Signup and view all the answers

    Quel est la limite supérieure du volume de support recommandée dans un réacteur MBBR ?

    <p>70 % du volume du réacteur</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la biofiltration dans un réacteur MBBR ?

    <p>Éliminer les polluants de l'eau</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'intérêt de la surface volumique élevée dans un réacteur MBBR ?

    <p>Augmenter la efficacité de la biofiltration</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la nitrification dans un réacteur MBBR ?

    <p>Transformer l'azote ammoniacal en nitrate</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage principal des procédés Nereda par rapport aux réacteurs biologiques classiques?

    <p>Une possibilité de travailler à une forte concentration en boues</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle du bassin tampon dans les réacteurs biologiques à membranes?

    <p>De lisser les fluctuations de débit</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principe de la biofiltration?

    <p>La filtration physique des boues par les supports</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle du biofilm dans les procédés de culture fixée?

    <p>De développer la biomasse épuratrice</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de l'insufflation d'air sous les membranes dans les réacteurs biologiques à membranes?

    <p>De cisailler les boues autour des filtres et éviter le colmatage</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principal inconvénient des procédés RBM?

    <p>La nécessité de prétraitements poussés</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage principal des réacteurs biologiques à membranes par rapport aux réacteurs biologiques classiques?

    <p>Une séparation plus efficace des boues et de l'eau traitée</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle des supports dans les procédés de culture fixée?

    <p>De supporter la biomasse épuratrice et de filtrer les boues</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principe des réacteurs MBBR?

    <p>La culture de la biomasse épuratrice sur des supports</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la concentration en MES dans les réacteurs biologiques à membranes?

    <p>De déterminer la quantité de biomasse épuratrice nécessaire</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principal avantage des réacteurs biologiques à lit fluidisé (MBBR) ?

    <p>La modularité du procédé</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur clé pour la formation de biofilm sur un support ?

    <p>L'accrochage possible et en quantité suffisante de la biomasse désirée</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la surface volumique dans les réacteurs biologiques à lit fluidisé (MBBR) ?

    <p>Indique le rapport entre la surface développée et le volume des matériaux</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type d'insufflation d'air utilisé dans les réacteurs biologiques à lit fluidisé (MBBR) ?

    <p>Air moyennes bulles</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de procédé qui peut être combiné avec un réacteur biologique à lit fluidisé (MBBR) en bassin séparés ?

    <p>Toutes les réponses précédentes</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle des supports dans les réacteurs biologiques à lit fluidisé (MBBR) ?

    <p>Permettre l'accrochage possible et en quantité suffisante de la biomasse désirée</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de configuration qui peut être utilisé pour les réacteurs biologiques à lit fluidisé (MBBR) ?

    <p>Toutes les réponses précédentes</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si l'apport en oxygène nécessaire à la biomasse est insuffisant ?

    <p>La biomasse ne se développe pas</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de biofiltration qui peut être utilisé dans les réacteurs biologiques à lit fluidisé (MBBR) ?

    <p>Immergée</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de réacteur qui peut être utilisé pour les procédés à cultures fixées sur supports grossiers ?

    <p>Toutes les réponses précédentes</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'objectif principal de la recirculation dans un réacteur MBBR?

    <p>Laisser humide le lit bactérien</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la clarification dans le processus de traitement des eaux usées?

    <p>Séparer le biofilm en excès détaché de l'eau</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat de la consommation du carbone par la biomasse lors de la percolation?

    <p>Réduction de la DBO5</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat de la nitrification dans le processus de traitement des eaux usées?

    <p>Réduction des concentrations de NH4</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la biomasse dans le processus de traitement des eaux usées?

    <p>Interférence avec les concentrations des polluants</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat de la percolation de l'eau usée sur le support?

    <p>Réduction des concentrations de DBO5 et NH4</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle du clarificateur dans un réacteur MBBR?

    <p>Séparation du biofilm en excès détaché de l'eau</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur à surveiller pour éviter le lessivage du support maximum?

    <p>La charge hydraulique</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle du lit bactérien dans un réacteur MBBR?

    <p>Support pour la croissance de la biomasse</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat final attendu après la percolation de l'eau usée sur le support?

    <p>Eau usée traitée avec des concentrations faibles de DBO5 et NH4</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'objectif principal de la combinaison des procédés boues activées et biofiltres?

    <p>Élimination de l'azote</p> Signup and view all the answers

    Quel est le problème lié à la présence de digesteurs dans les STEP en Suisse?

    <p>La forte présence de digesteurs provoque une situation particulière concernant les retours en tête</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principe de fonctionnement du procédé SHARON?

    <p>Favoriser le développement de Nitrosomonas (nitritation) au détriment de Nitrobacter (nitratation)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si la maîtrise de la clarification en sortie des boues activées est déficiente?

    <p>La qualité de l'eau traitée est dégradée</p> Signup and view all the answers

    Quel est le contexts où une biofiltration tertiaire peut intervenir?

    <p>Dans le contexte de réhabilitation de STEP existantes</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si la nitrification est seule?

    <p>La formation de nitrate</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'objectif de la combinaison des procédés boues activées et biofiltres?

    <p>Traiter l'azote</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la biofiltration dans le traitement des eaux usées?

    <p>Traiter l'azote</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si la dénitrification est combinée avec la nitrification?

    <p>La formation d'azote gazeux</p> Signup and view all the answers

    Quel est le contexte où l'Ordonnance fédérale sur la protection des eaux intervient?

    <p>Dans le contexte de traitement des eaux usées en Suisse</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principe clé du procédé SHARON®, qui permet la dénitrification?

    <p>La dénitrification par une faune hétérotrophe</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la condition d'oxygénation requise pour le procédé SHARON®?

    <p>0,5 mgO2/l</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la recirculation dans le procédé SHARON®?

    <p>Renvoyer les boues dans la zone oxique</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principe de l'oxydation anaérobie de l'ammonium (ANAMMOX)?

    <p>NH4+ + NO2- + H+ → N2 + H2O</p> Signup and view all the answers

    Quel est le temps de séjour requis pour le procédé SHARON®?

    <p>Entre 1-1.5 jours</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle du générateur de nitrite dans le processus de l'ANAMMOX?

    <p>Fournir du nitrite pour la dénitrification</p> Signup and view all the answers

    Quel est la température requise pour le processus de l'ANAMMOX?

    <p>Température élevée</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu après la mise en œuvre de l'ANAMMOX?

    <p>Formation de N2</p> Signup and view all the answers

    Quel est le temps de croissance de la biomasse dans le processus de l'ANAMMOX?

    <p>11 jours</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle du carbone organique dans le processus de l'ANAMMOX?

    <p>Fournir du carbone organique pour la croissance de la biomasse</p> Signup and view all the answers

    Quel est le critère de dimensionnement du Biostyr pour l'élimination de la pollution carbonée?

    <p>Cv DCO totale = 8 à 12 kg/m3/jour</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de vitesse nécessaire pour la post-dénitrification dans un Biostyr?

    <p>20-30 m/h</p> Signup and view all the answers

    Quel est le volume d'eau nécessaire pour chaque lavage dans un Biostyr?

    <p>2,5 fois le volume de matériau</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'objectif principal de la combinaison des procédés dans un traitement des eaux usées?

    <p>Améliorer la qualité de l'eau traitée</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de traitement biologique qui peut être combiné avec un Biostyr en bassin séparés?

    <p>Biofiltration</p> Signup and view all the answers

    Quel est le critère de dimensionnement du Biostyr pour la nitrification tertiaire?

    <p>Cv NK = 0,7 à 1,5 kg/m3/jour</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de traitement biologique qui peut être réalisé dans la même cellule dans un Biostyr?

    <p>Nitrification et dénitrification</p> Signup and view all the answers

    Quel est le critère de dimensionnement du Biostyr pour la réalisation d'une post-dénitrification?

    <p>Cv NNO3 = 1 à 2,5 kg/m3 anoxie/jour</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de vitesse utilisé pour la nitrification secondaire dans un Biostyr?

    <p>4 à 10 m/h</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de configuration qui peut être utilisé pour les réacteurs biologiques à lit fluidisé (MBBR)?

    <p>Configuration en série et en parallèle</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage principal de la combinaison d'un procédé MBBR et de boues activées ?

    <p>Réduction du volume du bassin d'aération</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but de la combinaison d'un procédé MBBR et d'un procédé SBR ?

    <p>Traitement total de l'azote</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'inconvénient majeur de la combinaison d'un lit bactérien et de boues activées ?

    <p>Problématique éventuelle d'odeurs</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage de la combinaison d'un procédé MBBR et de boues activées en variante 1 ?

    <p>Fiabilisation des conditions de nitrification</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu après la combinaison d'un procédé MBBR et de boues activées en variante 2 ?

    <p>Obtention des conditions adéquates de nitrification</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but de la combinaison d'un procédé MBBR et d'un procédé SBR ?

    <p>Traitement total de l'azote</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage de la combinaison d'un lit bactérien et de boues activées ?

    <p>Elimination de 40 à 60 % du flux de DBO5</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu après la combinaison d'un procédé MBBR et de boues activées ?

    <p>Réduction du volume du bassin d'aération</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'inconvénient majeur de la combinaison d'un procédé MBBR et de boues activées ?

    <p>Encombrement du lit bactérien</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage de la combinaison d'un procédé MBBR et d'un procédé SBR ?

    <p>Traitement total de l'azote</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle principal de la télésurveillance des équipements dans la fiabilisation du traitement biologique ?

    <p>Détecter les risques de panne des équipements électromécaniques</p> Signup and view all the answers

    Quel est le critère principal à surveiller pour éviter la surconcentration de boues activées dans le réacteur biologique ?

    <p>La concentration en MES des boues activées</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si la clarification en sortie des boues activées est déficiente ?

    <p>Une dégradation de la qualité de l'eau clarifiée</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'objectif principal de la mise en place d'un système de diagnostic du traitement biologique ?

    <p>Détecter les anomalies et leurs causes</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si le débit de pointe est trop important dans le réacteur biologique ?

    <p>Une surconcentration de boues activées</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle principal de la maintenance préventive dans la fiabilisation du traitement biologique ?

    <p>Éviter les défaillances des équipements électromécaniques</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si la concentration en MES des boues activées est trop élevée ?

    <p>Une surconcentration de boues activées</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'objectif principal de la mise en place d'un système de mesure de la charge volumique au radier du clarificateur ?

    <p>Surveiller la charge volumique au radier du clarificateur</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si la nitrification est déficiente dans le réacteur biologique ?

    <p>Une augmentation des composés azotés dans l'eau clarifiée</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle principal de la biofiltration dans le traitement des eaux usées ?

    <p>Éliminer les polluants organiques et inorganiques</p> Signup and view all the answers

    Quel est le problème lié à une concentration en DCO dissoute trop élevée dans l'effluent?

    <p>Un problème plus spécifique qui oriente le diagnostic vers d'autres pistes</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si la nitrification est seule?

    <p>Une épuration incomplète</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la filtration des MES dans l'analyse de la DCO dissoute?

    <p>D'éclairer sur la nature du problème</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si la dénitrification est combinée avec la nitrification?

    <p>Une réduction de la concentration en DCO dissoute</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'objectif principal de la biofiltration?

    <p>De réaliser une épuration complète</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si la maîtrise de la clarification en sortie des boues activées est déficiente?

    <p>Une épuration incomplète</p> Signup and view all the answers

    Quel est le contexte où une biofiltration tertiaire peut intervenir?

    <p>Lors de la maîtrise déficiente de la clarification en sortie des boues activées</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la biofiltration dans le traitement des eaux usées?

    <p>De réaliser une épuration complète</p> Signup and view all the answers

    Quel est le problème lié à la présence de boues au clarificateur?

    <p>Un problème d'épuration incomplète</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si l'apport en oxygène nécessaire à la biomasse est insuffisant?

    <p>Une épuration incomplète</p> Signup and view all the answers

    Quel est le compromis à trouver lors de la sélection du matériau de remplissage d'un biofiltre ?

    <p>Entre la surface disponible pour les bactéries et la vitesse de colmatage</p> Signup and view all the answers

    Quel est le sens de passage de l'eau dans un biofiltre de type Biocarbone ?

    <p>Descendant</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur qui influence la perte de charge physique dans un biofiltre ?

    <p>Tous les facteurs ci-dessus</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but de la séquence de lavage dans un biofiltre ?

    <p>Intervenir sur les pertes de charge biologiques</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si les lavages sont inefficaces dans un biofiltre ?

    <p>Une diminution de la capacité d'assimilation</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de circulation des fluides dans un biofiltre de type Biopur ?

    <p>Ascendant et Descendant</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la porosité dans un biofiltre ?

    <p>Représente le vide dans le matériau</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur à surveiller pour éviter le lessivage du support maximum dans un biofiltre ?

    <p>La charge hydraulique</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si la biomasse n'a pas accès à l'oxygène nécessaire dans un biofiltre ?

    <p>Une diminution de la capacité d'assimilation</p> Signup and view all the answers

    Quel est le type de biofiltration qui peut être utilisé dans un réacteur biologique à lit fluidisé ?

    <p>Toutes les options ci-dessus</p> Signup and view all the answers

    Quel est le matériau de garnissage utilisé dans le procédé Biocarbone ?

    <p>Schiste</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage du procédé Biostyr par rapport au Biocarbone ?

    <p>Traitement du carbone et de l'azote</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de l'air de lavage dans le procédé Biocarbone ?

    <p>Introduit sous le plancher des cellules avec l'eau de lavage</p> Signup and view all the answers

    Quel est le matériau utilisé dans le procédé Biostyr ?

    <p>Biostyrène</p> Signup and view all the answers

    Quel est le traitement spécifique du procédé Biostyr pour l'élimination de la pollution carbonée ?

    <p>Élimination de la pollution carbonée</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage du procédé Biostyr par rapport au Biocarbone pour le traitement de la DBO5 ?

    <p>Traitement du carbone et de l'azote</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle du plancher inférieur dans le procédé Biocarbone ?

    <p>Présence d'orifices pour l'introduction de l'air de lavage</p> Signup and view all the answers

    Quel est le traitement spécifique du procédé Biostyr pour la nitrification secondaire ?

    <p>Élimination de la pollution carbonée et début de nitrification</p> Signup and view all the answers

    Quel est le traitement spécifique du procédé Biostyr pour la nitrification tertiaire ?

    <p>Nitrification totale</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle du matériau Biostyrène dans le procédé Biostyr ?

    <p>Caractérisé par une densité plus faible que celle de l'eau</p> Signup and view all the answers

    Quel est le taux de recyclage généralement recommandé pour les eaux usées ?

    <p>Entre 2 et 4</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle principal des micro-organismes dans un disque biologique ?

    <p>Fixer la matière organique sur les disques et l'assimiler</p> Signup and view all the answers

    Quel est le dimensionnement recommandé pour un disque biologique sans nitrification ?

    <p>8-10 g de DBO5/m2/jour</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle principal du matériau granulaire dans un biofiltre ?

    <p>De filtrer les matières en suspension</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si le débit d'arrosage est insuffisant dans un lit bactérien ?

    <p>Une colmatation du lit bactérien</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle principal du SPRINKLER dans un lit bactérien ?

    <p>De vérifier que tous les trous débitent</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si la nitrification est seule dans un disque biologique ?

    <p>Une augmentation de la pollution organique</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle principal de la biofiltration dans le traitement des eaux usées ?

    <p>D'assimiler la pollution organique en milieu aérobie</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur clé pour la formation de biofilm sur un support ?

    <p>La présence de micro-organismes</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si la circulation des fluides est insuffisante dans un biofiltre ?

    <p>Une colmatation du biofiltre</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rapport entre la quantité de DCO éliminée et la quantité de MES produit dans les biofiltres Carbone ?

    <p>0.45 kg MES produit / kg DCO éliminé</p> Signup and view all the answers

    Quel est le matériel utilisé dans les biofiltres du procédé Biofor ?

    <p>De l'argile expansée</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la couche de graviers dans les biofiltres du procédé Biofor ?

    <p>De supporter la circulation d'air</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but du lavage dans les biofiltres du procédé Biofor ?

    <p>De décrocher une fraction de la biomasse fixée</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rapport entre la quantité de DCO éliminée et la quantité d'oxygène nécessaire ?

    <p>1 kg DCO nécessite environ 1 kg O2</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de l'air injecté dans la couche de graviers dans les biofiltres du procédé Biofor ?

    <p>De supporter la circulation d'air</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si la biomasse fixée est insuffisamment lavée ?

    <p>Une augmentation de la perte de charge</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but de la combinaison des procédés boues activées et biofiltres ?

    <p>D'améliorer la qualité de l'eau traitée</p> Signup and view all the answers

    Quel est le contexte où l'on peut utiliser le procédé Biofor N ?

    <p>Pour la nitrification secondaire ou tertiaire</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat attendu si la nitrification est seule ?

    <p>Une diminution de la concentration en NNH4</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Procédé Nereda

    • Développement de biologie sous forme de granules de taille supérieure à 250 microns
    • Possibilité de travailler à forte concentration en boues dans le réacteur biologique
    • Raccourcissement de la séquence de décantation
    • Gestion simultanée du remplissage de la cellule SBR et du soutirage de l'eau clarifiée par surverse

    Réacteurs biologiques à membranes

    • Remplacement du clarificateur par des modules membranaires pour la séparation de l'eau traitée et des boues
    • Microfiltration et ultrafiltration
    • Concentration en MES élevée (8-12g/l)
    • Prétraitements plus poussés avec étape de tamisage impérative
    • Présence d'un bassin tampon pour lisser les fluctuations de débit
    • Bassins biologiques et bassins de filtration plus compacts
    • Absence de traitement tertiaires complémentaires (filtration - désinfection)
    • Insufflation d'air sous les membranes pour éviter le colmatage

    Traitement biologique par culture fixée

    • Développement de la biomasse épuratrice sur des supports
    • Création d'un biofilm
    • Le support peut avoir une ou deux fonctions :
      • Support pour le développement de la biomasse
      • Action de filtration physique (seulement pour les procédés à supports fins, telle que la biofiltration)

    Procédés à cultures fixées

    • Procédés à cultures fixées sur supports fins :
      • Biofiltration
      • Techniques d'infiltration percolation (lits plantés de roseau, épandage en surface ou souterrain)
    • Procédés à cultures fixées sur supports grossiers :
      • MBBR (Moving Bed Biological Reactor) ou Lit fluidisé
      • Lit bactérien
      • Disque biologique ou bio-disque (RBC en anglais - Rotative Biological Reactor)

    MBBR - Réacteurs biologiques à lit fluidisé

    • Principe : Moving Bed Biofilm Reactor
    • Âges de boue plus élevés que le temps de séjour hydraulique de l'ouvrage
    • L'insufflation d'air de type « moyennes bulles » sans diffuseur
    • Surface Volumique : rapport entre la surface développée et le volume des matériaux

    Configurations de traitement

    • Modularité : avantage du procédé, peut être installé seul ou combiné à d'autres procédés
    • Supports : nécessité d'accrochage possible et en quantité suffisante de la biomasse désirée
    • Recirculation : but de laisser humide le lit, mettre la matière organique plusieurs fois en contact avec le film bactérien, éviter la prolifération des moucherons

    Clarification et charge hydraulique

    • Clarification nécessaire pour séparer le biofilm en excès détaché du l'eau
    • Charge hydraulique doit être surveillée pour éviter le lessivage du support maximum

    Combinaison avec biofiltres

    • La combinaison de traitement physicochimique et biofiltration est souvent le premier choix pour les nouvelles installations lorsque les contraintes de foncier et de voisinage sont importantes.
    • La biofiltration tertiaire peut intervenir dans le contexte de réhabilitation de stations d'épuration existantes, déjà équipées d'un traitement par boues activées à forte ou moyenne charge massique.

    Principales contraintes

    • La bonne maîtrise impérative de la clarification en sortie des boues activées est essentielle pour la gestion de cette filière.

    Contexte

    • L'Ordonnance fédérale sur la protection des eaux de novembre 2009 fixait des exigences supplémentaires pour certaines STEP concernant l'ammonium résiduel contenu dans les eaux traitées.
    • La forte présence de digesteurs dans les STEP en Suisse provoque une situation particulière concernant les retours en tête de station.
    • La stabilisation anaérobie provoque une ammonification de l'azote organique contenu dans les boues, représentant 10 à 20 % du flux d'azote entrant sur la STEP.

    Le Shunt des nitrates : principe de procédé SHARON

    • SHARON (Single Reactor for High Ammonia Removal Over Nitrite) favorise le développement de Nitrosomonas (nitritation) au détriment de Nitrobacter (nitratation).
    • Critères de pilotage du procédé SHARON :
      • Température chaude (~30°C)
      • Temps de séjour court (entre 1-1,5 jours)
      • pH
      • Condition d'oxygénation (0,5 et 1 mgO2/l)
      • Besoin en carbone organique conduit à des ajouts exogènes (méthanol par exemple)
    • Mise en œuvre du procédé SHARON :
      • Réalisée en deux bassins distincts
        • 1er étage : zone oxique (siège de la nitritation contrôlée)
        • 2ème étage : zone de dénitrification (absence d'oxygène, apport de carbone organique)

    L'oxydation anaérobie de l'ammonium

    • ANAMMOX (ANaerobic AMMonium Oxydation) : [NH4+ + NO2- + H+ → N2 + H2O]
    • Croissance très lente (11 jours)
    • Températures élevées
    • Mise en œuvre de l'Anammox :
      • Requiert une source de nitrite
      • Nécessite un générateur de nitrite
      • De fortes teneurs en NH4 semblent nécessaires

    Traitement de l'azote par stripping

    • Traitement de l'azote par stripping non biologique.

    Critères de dimensionnement et d'exploitation des Biostyr

    • Biostyr éliminant la pollution carbonée :
      • Cv DCO totale = 8 à 12 kg/m3/jour
      • Cv MES = 2 à 4 kg/m3/jour
    • Biostyr réalisant la nitrification secondaire :
      • Cv NK = 0,5 à 0,8 kg/m3/jour
    • Biostyr réalisant la nitrification tertiaire :
      • Cv NK = 0,7 à 1,5 kg/m3/jour
    • Biostyr réalisant une post-dénitrification :
      • Cv NNO3 = 1 à 2,5 kg/m3 anoxie/jour
    • Biostyr réalisant la nitrification et la dénitrification dans la même cellule :
      • Cv NK = 0,5 à 0,8 kg/m3/jour

    Combinaison des procédés

    • La conception de la STEP peut être associée à la mise en œuvre de plusieurs traitements biologiques.
    • La combinaison des procédés peut d'emblée être retenue dans le cadre de la création d'une STEP neuve ou dans le contexte d'une réhabilitation ou d'un agrandissement d'une STEP déjà existante.

    Exemples de combinaisons de procédés biologiques

    • Combinaison lit bactérien et boues activées :
      • Avantages : Elimination de 40 à 60 % du flux de DBO5 via le lit bactérien, fiabilisation des conditions de nitrification sur l'étage boues activées
      • Inconvénients : Encombrement du lit bactérien plastique, problématique éventuelle d'odeurs
    • Combinaison procédé MBBR et boues activées :
      • Variante 1 : Mise en place du procédé MBBR en amont des boues activées existantes
      • Variante 2 : Mise en place d'un premier étage MBBR réduit le flux de DBO5 et plus modestement le flux de NK, permettant l'obtention des conditions adéquates de nitrification sur le bassin d'aération existant
    • Combinaison procédé MBBR et procédé SBR :
      • Identique à la précédente configuration (MBBR + boues activées)
      • Filière globale plus compacte et plus flexible, possibilité de traiter totalement l'azote par nitrification et dénitrification.

    Concentration en DCO dissoute trop élevée dans l'effluent

    • Il vaut mieux by-passer ponctuellement un petit débit d'eau décantée que de laisser partir les boues au clarificateur.
    • La concentration en DCO dissoute dans l'effluent peut être modeste ou significative, ce qui oriente le diagnostic vers différents problèmes.

    Analyse de la DCO dissoute

    • Si la concentration en DCO dissoute est modeste et très différente de la DCO obtenue sans filtration, il s'agit majoritairement d'un problème relevant de la fuite de MES.
    • Si la concentration en DCO dissoute est significative et approche ou dépasse le niveau de rejet, il s'agit d'un problème plus spécifique.

    Causes possibles de disfonctionnement

    • 5 causes possibles de disfonctionnement applicable à tous les procédés :
      • Présence d'un toxique
      • Mauvaise aération
      • Cm trop forte (trop d'extraction ou trop de pollution)
      • Pas assez de temps (temps de séjour trop court)
      • Pollution non dégradable

    Fiabilisation du traitement biologique

    • Mécanique :
      • Sécuriser l'alimentation électrique
      • Secours des équipements essentiels (redondance)
      • Télésurveillance des équipements
      • Maintenance préventive
      • Service de piquet
    • Hydraulique :
      • Débit de pointe (vitesse ascensionnelle maximale sur les ouvrages de décantation)
      • Débit de pointe (temps séjour minimum dans le réacteur biologique)
    • Biologique :
      • Croissance des bactéries floculées au détriment des autres croissances

    Diagnostic du traitement biologique

    • Observation de terrain :
      • Perception d'indicateurs simples et immédiats (couleur, odeur, aspects particuliers)
    • Tests de terrain :
      • Test de décantation des boues et mesure du V30
      • Test de voile de boue sur le clarificateur
      • Tests sur NH4 et NO3 sur l'eau clarifiée
      • Test sur PO4 sur l'eau clarifiée
    • Mesures complémentaires :
      • Nécessitent plus de temps et de technicité
      • Exigent du matériel spécifique (analyseurs en ligne, matériel portable, microscope)

    Approche des dysfonctionnements sur boues activées

    • Charge volumique au radier du clarificateur :
    • Charge volumique au radier excessive :
      • Survitesse ascensionnelle avec des pointes de débit trop importantes
      • Surconcentration de boues activées dans le réacteur biologique
      • Un indice de boue perturbé le plus souvent associé à une surabondance de bactéries filamenteuses
      • Conjugaison simultanée des deux voire des trois critères précédents

    Biofiltration

    Caractéristiques techniques

    • Le biofiltre est immergé, l'apport d'oxygène est mécanisé et réalisé au moyen de surpresseur et d'un réseau d'air alimentant chaque filtre.
    • Mal adapté au traitement d'effluents concentrés, un prétraitement de l'eau est nécessaire.

    Charge volumique

    • La charge volumique est calculée en fonction de la concentration à l'entrée du biofiltre, du débit arrivant et du volume de matériau filtrant.
    • La charge volumique varie entre 3-8 kg de DCO par m³ de matériau et par jour.

    Vitesse de filtration ou charge hydraulique

    • La vitesse de filtration est calculée en fonction du débit et de la surface du filtre.
    • La vitesse de filtration est comprise entre 2-4 m/h.

    Principales caractéristiques techniques

    Matériau
    • Le choix du matériau est un compromis entre deux exigences : la granulométrie et la porosité.
    • La granulométrie est comprise entre 3-6 mm.
    • La porosité représente le vide dans le matériau, par exemple 48% = 480 litres de vide par m³.
    Circulation des fluides
    • La circulation des fluides peut être ascendante ou descendante.
    • Les constructeurs proposent différents sens de passage.

    Perte de charge

    • La perte de charge est de deux types : physique et biologique.
    • La perte de charge physique dépend de la hauteur du matériau, de la vitesse de l'eau à traiter et de la porosité du matériau.
    • La perte de charge biologique est due à l'ensemencement du matériau.

    Séquence de lavage

    • La séquence de lavage ne modifie pas les pertes de charge physiques mais intervient sur les pertes de charge biologiques.
    • Les lavages sont pénalisants pour l'épuration.

    Entretien courant

    • Les prétraitements doivent être exploités avec le soin et la fréquence adaptés car le lit bactérien est très sensible au colmatage.

    Lit bactérien

    • Le lit bactérien est très sensible au colmatage.
    • Il est nécessaire de vérifier régulièrement que le SPRINKLER tourne et que tous les trous débitent.

    Recyclage

    • Le taux de recyclage est souvent compris entre 2 et 4 mais peut atteindre des valeurs supérieures.
    • Le rendement augmente avec le taux de recyclage.

    Disque Biologique

    Principe

    • Les micro-organismes des eaux usées se fixent sur les disques et se développent en utilisant la matière organique des eaux usées comme source de carbone et l'oxygène de l'air.

    Dimensionnement

    • Le dimensionnement dépend de la surface du disque et du débit.
    • Sans nitrification, la charge est de 8-10 g de DBO5/m²/jour.
    • Avec nitrification, la charge est de 4-5 g de DBO5/m²/jour.

    Avantages et inconvénients

    • Les avantages et les inconvénients sont présentés dans un tableau.

    Biofiltration

    Procédé Biocarbone

    • Le matériau de garnissage est du schiste, nommé BIODAGÈNE.
    • La hauteur de garnissage est de l'ordre de 2 mètres.
    • Le plancher inférieur est en béton et est percé d'orifices.

    Procédé Biostyr

    • Le matériau, nommé Biostyrène, est caractérisé par une densité plus faible que celle de l'eau.
    • Le matériau nécessite la présence d'un plafond de rétention.
    • Incluant presque systématique un traitement physico-chimique en décantation primaire.

    Procédé Biofor

    • Le matériau, la BIOLITE, est de l'argile expansée dont la granulométrie varie de 3 à 5 mm selon les pollutions à éliminer.
    • La hauteur de garnissage est de l'ordre de 3 mètres sous laquelle se trouve une couche d'environ 20 cm de graviers.
    • L'air est injecté dans la couche de graviers.

    Production de boues

    • La production de boues dépend de la charge de pollution et de la qualité du traitement.
    • Les biofiltres Carbone produisent environ 0.45 kg MES par kg DCO éliminé.
    • Les biofiltres Nitrifiants produisent environ (Flux MES entrée - Flux MES sortie) + 0.2 Flux NNH4 entrée.

    Aération

    • Les besoins en oxygène dépendent de la charge de pollution.
    • 1 kg DCO nécessite environ 1 kg O2 et 22 Nm³ d'air.
    • 1 kg NNH4 nécessite environ 4.57 kg O2 et 100 Nm³ d'air.

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    Description

    Découvrez les avantages du procédé Nereda et les réacteurs biologiques à membranes pour une meilleure gestion des boues et de l'eau clarifiée. Apprentissage des dernières technologies de traitement des eaux usées.

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