Fndae 38 Debut

Les procds MBBR pour le traitement des eaux uses Cas du procd R3F

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J.P. Canler - J.M. Perret

Les procds MBBR pour le traitement des eaux uses.

Cas du procd R3F

Document technique

N 38


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Document technique n 38

J.P. Canler - J.M. Perret

Dpartement Ecotechnologies

Thme de recherche Technologie et procds pour lEau et les Dchets

Unit de recherche Milieux Aquatique, Ecologie et Pollutions

Groupement de Lyon

3 bis, Quai Chauveau - CP 220

69336 LYON cedex 09

Tl. 04 72 20 87 87 - Fax 04 78 47 78 75

Les procds MBBR pour le traitement

des eaux uses. Cas du procd R3F


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Ce document de synthse est le fruit dun travail collectif de certaines quipes dIrstea de Lyon, en particulier lquipe Traitement des eaux rsiduaires filires intensives pour la partie collecte des donnes sur sites et leur traitement et lquipe du laboratoire danalyses physico-chimiques des milieux aquatiques pour la partie analytique.

Ce document a pu tre ralis grce laide financire de lAgence de leau Rhne, Mditerranenne et Corse avec le soutien toujours permanent de M. Arthur IWEMA et Mme Cline LAGARRIGUE.

Nos remerciements sadressent galement :

- aux constructeurs, et plus particulirement VINCI Environnement, sa direction technique et ses Agences de Martigues (GTM Environnement Sud Est) et de Lyon (SOGEA Rhne-Alpes).

- aux Matres douvrage et exploitants des deux installations tudies, et aux services dconcentrs de ltat : Satese et Police des eaux (05) pour laide apporte pour le bon droulement de cette tude.


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Chapitre 1 - Prsentation gnrale du procd ................................................................ 8

1. Principe du traitement..................................................................................................... 8

2. Diffrents supports disponibles ........................................................................................ 9

3. Principaux paramtres de dimensionnement ................................................................... 12

4. Principales configurations envisageables et leurs domaines dapplication ........................... 13

5. Autres lments importants de conception prendre en compte : .................................... 16

Chapitre 2 - Rsultats obtenus sur deux installations tudies , St Sorlin dArves et Vars - St Marcellin ............................................................................................................ 20

1. Prsentation des sites tudis. ....................................................................................... 20 Pour la file eau........................................................................................................... 21 Pour la file boue ......................................................................................................... 22

2. Performances obtenues sur ltage biologique de type R3F pour le traitement du Carbone et de lAzote. ....................................................................................................................... 23

a. Etage biologique ..................................................................................................... 23 Traitement du Carbone ............................................................................................... 25 Traitement de lAzote ................................................................................................. 27

b. Etape clarification.................................................................................................... 31

Chapitre 3 - Autres points ................................................................................................ 35

1. Capacits daration. .................................................................................................... 35

2. Production de boue ...................................................................................................... 36

3. Consommation Energtique ........................................................................................... 37

4. Compacit ................................................................................................................... 38

Chapitre 4 - Adaptabilit de la filire MBBR et de sa configuration pour rpondre la problmatique variation de charges ............................................................................... 40

Chapitre 5 - Conclusion gnrale .................................................................................... 44

Bibliographie .................................................................................................................... 45 Annexe : Liste de rfrences ........................................................................................... 46

Sommaire


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On observe dans le monde du traitement des eaux uses , une constante volution des technologies et des procds de traitement qui sexplique par une recherche et un dveloppement continu et intense de la part des constructeurs, mais aussi par le dveloppement de nouvelles filires pour rpondre aux rcentes exigences en terme de rglementation, de cots et dimpact sur lenvironnement.

La technologie MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) est relativement ancienne puisquelle a t dveloppe par lEntreprise Kaldnes Miljteknologi (KMT), en collaboration avec lUniversit des Sciences et de la Technologie de Norvge au dbut des annes 1990.

Au niveau mondial et jusquen 2005, on dnombrait plus de 300 installations quipes de ce procd pour des tailles de collectivits trs larges, mais on ne recensait aucune installation sur le territoire Franais. Cest partir de 2006 que cette technologie commercialise dans un premier temps par Vinci sest dveloppe dans lhexagone sous le nom commercial de R3F (Racteur flore fixe fluidise). Actuellement, elle est galement propose par dautres constructeurs franais tels que Veolia et Degrmont.

Lquipe traitement des eaux rsiduaires dIrstea a parmi ses thmes de Recherche, lEvaluation des procds nouveaux. Cette tude sur le

procd MBBR a t mene dans ce cadre avec des visites techniques de plusieurs sites quips de cette technologie et le suivi pouss de deux installations en fonctionnement : les stations dpuration de St Sorlin dArves (73) et de Vars (05).

Ces deux installations ont t choisies pour les motifs suivants :

Stations franaises parmi les premires tre mise en eau,

Sites dimensionns pour traiter une variation de charge relativement importante associe de basses tempratures des eaux traiter, ce qui pnalise le dimensionnement de la filire. Cette problmatique variation de charge et basse temprature est galement un axe de recherche dIrtsea de Lyon.

Et sites situs tous deux dans les Alpes, proximit de notre centre de recherche de Lyon.

Le procd MBBR peut tre retenu aussi bien pour le traitement des eaux rsiduaires urbaines que pour celui des eaux industrielles, condition quelles soient biodgradables. A ce jour, il permet de rpondre au traitement du carbone, de lazote (nitrification et dnitrification) ; Le traitement retenu pour le phosphore tant uniquement de type physico-chimique.

Introduction


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Les deux principales applications de cette technologie sont :

pour la construction dune nouvelle station,

pour la rhabilitation dinstallations, avec deux configurations possibles

o mise en place lamont du racteur biologique existant afin de sous charger louvrage existant, ou

o ajout de supports dans le racteur biologique existant (procd appel IFAS : Integrated fixed film activated sludge) mais ncessitant des modifications ou amnagements du racteur biologique (grilles, systme daration,.).

La diffrence entre la technologie MBBR et IFAS est que pour la technologie MBBR, les supports

sont immergs dans leffluent traiter et la recirculation de la boue est absente. Toutes les boues excdentaires sont directement vacues vers la filire boue. Les concentrations en MES dans le racteur biologique sont faibles, de lordre de 300 mg de MES/l. Pour le procd IFAS, la recirculation de la boue est effectue et les concentrations maintenues dans le racteur biologique sont de lordre de 2 4 g de MES/l.

On combine dans le cas du procd IFAS un traitement biologique mixte de type culture fixe et culture libre.

Sur le plan national, plus de 20 installations sont recenses en 2011. Les diffrents sites quips sont prsents en annexe : Liste de rfrences - Etat du parc Franais.

Chapitre 11. Principe du traitement2. Diffrents supports disponibles3. Principaux paramtres de dimensionnement4. Principales configurations envisageables et leurs domaines dapplication5. Autres lments importants de conception prendre en compte :

Prsentation gnrale du procdChapitre 21. Prsentation des sites tudis.Pour la file eauPour la file boue

2. Performances obtenues sur ltage biologique de type R3F pour le traitement du Carbone et de lAzote.a. Etage biologiqueTraitement du CarboneDimensionnement de ltage CarboneRsultats obtenus sur les deux sites

Traitement de lAzoteRsultats obtenus sur les deux sites

b. Etape clarification

Rsultats obtenus sur deux installations tudies : St Sorlin dArves et Vars St Marcellin.Chapitre 31. Capacits daration.2. Production de boue3. Consommation Energtique4. Compacit

Autres points.Chapitre 4Adaptabilit de la filire MBBR et de sa configuration pour rpondre la problmatique variation de chargesChapitre 5Conclusion GnraleBibliographieAnnexe : Liste de rfrences

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