RAPPORT D’ACTIVITÉS 2017Rapport d’activités 2017 - 11 Investissements Depuis 2013, le...

RAPPORT D’ACTIVITÉS 2017

Rapport d’activités 2017 - 2


Stéphane Nonet Directeur email : [email protected] Téléphone : 00 32 4 254 98 23

Missions du CebedeauLe Cebedeau défend une gestion raisonnée du cycle de l’eau, en assurant une cohérence entre les im-pératifs économiques et les objectifs environnementaux, de prime abord contradictoires.

Cette mission oriente nos activités : • de recherche technologique en développant de nombreux procédés depuis le «proof of concept»

expérimental jusqu’au prototype de démonstration. Les connaissances acquises confortent notre expertise et nos partenariats internationaux;

• D’assistances techniques et de conseils scientifiques : gestion et traitement des eaux usées ou de process;

• de diffusion de nos connaissances.

Nos publics cibles sont larges. Nous nous adressons d’une part aux entreprises utilisatrices et actives dans le secteur de l’eau. Et d’autre part, nous collaborons avec les acteurs publics du cycle de l’eau.

L’organisation du Cebedeau vise à maintenir des emplois de qualité, un personnel qualifié disposant d’équipements de pointe et à promouvoir des collaborations scientifiques et techniques, en particulier avec nos partenaires privilégiés au sein de l’Aquapôle.

Valeurs Depuis de nombreuses années, le personnel partage des VALEURS qui constituent l’ADN du Ce-bedeau : • l’INDEPENDANCE d’esprit caractérise les scientifiques que nous sommes;• notre EXPERTISE garantit la qualité de nos prestations; • pour se sentir responsable, chacun dispose d’une AUTONOMIE d’action;• répondre aux demandes spécifiques de chaque client nécessite FLEXIBILITE et capacité d’adap-

tation.

Bilan de l’année 2017Nous nous félicitons des développements scientifiques et technologiques réalisés au cours de l’année 2017, dont une diversification des thèmes de R&D. Les résultats engrangés cette année serviront de socle pour initier quelques projets en 2018.

Au delà des réalisations scientifiques et techniques, nous avons également travaillé à l’amélioration de l’organisation interne du Cebedeau. Deux nouveaux responsables ont été nommés, Paul Henry pour le génie sanitaire, et Frédéric Doyen au laboratoire. Avec Christophe Meunier, responsable du départe-ment R&D, ils prennent part aux décisions et à l’organisation quotidienne de nos activités.Si le résultat financier de 2017 est en demi-teinte (avec un chiffre d’affaires stable par rapport à 2016), les développements amorcés laissent entrevoir des perspectives de croissance en 2018.


Table des matières

RECHERCHE ET DÉVELOPPEMENT 6

Nouveaux procédés 7

Nouveaux Produits 9

Investissements 11

ASSISTANCE TECHNIQUE 12

Gestion de stations d’épuration 13

Avis d’experts 14

Essais Spécifiques 16

LABORATOIRE 18

Nos atouts 19

Nouveau Service 20

En bref 21

Le Cebedeau, c’est aussi... 22

Journée de l’eau 23

Informations et publications 24

Formations 26

Quelques chiffres 27

Conseil d’administration 28

RECHERCHE ET DEVELOPPEMENT


Nouveaux procédésUn Meilleur Environnement par la Destruction Intelligente des Xénobiotiques – MEDIX (2016-2018).L’un des défis majeurs actuels est la préser-vation de notre environnement. Le dévelop-pement de l’industrie pharmaceutique pour lutter contre des maladies de plus en plus ré-sistantes est en plein essor. A cela, est associé le développement de nouvelles molécules qui, telles quelles ou sous forme de métabo-lites, se retrouvent dans nos eaux usées. Ces molécules sont détectées en faibles concentra-tions dans nos eaux de surface et ont été clas-sifiées comme des « contaminants of emerging concern » par l’Union européenne. Leurs effets sur l’environnement aquatique sont multiples, du dérèglement hormonal des poissons au dé-veloppement de bactéries résistantes aux an-tibiotiques. Leur entrée dans l’environnement se fait par plusieurs voies : les ménages, les hôpitaux, centres de soins, homes, industries pharmaceutiques…

C’est dans ce contexte que CMI-Balteau, Symbio, le Cebedeau, le LIST et l’ULg se sont associés pour monter le projet MEDIX (« un Meilleur Environnement par la Destruction

Intelligente des Xénobiotiques »). Ce projet, co-financé par le Pôle GREENWIN, veut développer un procédé simple, efficace et non énergivore pour l’élimination d’un vaste panel de résidus pharmaceutiques. La première phase du projet a été dédiée aux essais sur une unité pilote d’une capacité de : 0,5 m³.j-1 traitant des eaux usées semi-syn-thétiques (octobre 2016 à juin 2017). Suite aux résultats encourageants, un démonstra-teur modulaire, ergonomique et s’intégrant dans l’environnement hospitalier sera installé sur le site de l’hôpital d’Hermalle à partir de mai 2018 et pour une durée de 6 mois. Cette unité semi-industrielle traitera les eaux d’une trentaine de lits. Le Cebedeau est en charge du suivi du procédé et de l’optimisation des performances d’élimination des résidus phar-maceutiques contenus dans les eaux hospita-lières.Contacts : Fanny Gritten & Christophe Meunier Partenaire – promoteur : CMI-Balteau (Sprimont) – Alain Magis Budget Phase I : 287 427 € Financement : Service Public de Wallonie (85%) et fonds propres (15%)

DN-Biorotor (2017-2018).Le procédé à biodisques (ou biorotor) est une solution de traitement des eaux usées reposant sur l’exploitation de la biomasse fixée sur un support partiellement immergé en rotation continue dans une cuve contenant l’effluent à traiter. Le biorotor pamco®, développé par exelio, permet d’atteindre des performances épuratrices élevées et stables en minimisant les coûts d’exploitation. Ce procédé a fait ses preuves pour l’élimination de la DCO, des MES et de l’azote ammoniacal pour des unités de 51 à 10 000 EH.


exelio souhaite élargir sa gamme de produits en développant un procédé de conception simple permettant un traitement avancé de l’azote total (dénitrification). Le Cebedeau est chargé de vérifier la faisabilité technique de ce procédé sur une unité industrielle de 51 EH.

Contacts : Fanny Gritten & Christophe Meunier Partenaire – promoteur : exelio (Sprimont) – Albert Wuidar Budget : 100 876 € Financement : Service Public de Wallonie et exelio

Unités compactes de traite-ment biologique des eaux usées au moyen de boues activées de type granulaires avec élimina-tion avancée des nutriments – GRASS (2016-2018).Le projet GRASS (GRanular Activated Sludge System) a démarré en avril 2016 et vise le développement d’un procédé compact de traitement des eaux usées en SBR. Une grande variété d’eaux industrielles complexes seront traitées de manière efficiente grâce à un enrichissement et une sélection in situ de consortiums épurateurs denses (dont la forme la plus dense est qualifiée de ‘granules’). Cette approche innovante permettra à l’en-

treprise partenaire exelio d’apporter de nouvelles solutions techniques à ces prospects (compacité, élimination efficiente de l’azote et du phosphore, réduction de problèmes opéra-tionnels tels que les “bulking”,etc.) Avec cette technologie, exelio vise le marché de l’épu-ration des eaux usées industrielles avec une orientation vers le secteur de l’industrie agroa-limentaire.Durant cette seconde année de recherche, les performances du procédé ont été évaluées sur un effluent de beurrerie. Un travail important de collecte de données (campagnes d’analyses épuratoires combinées à des caractérisations morphologiques, métaboliques et métagéno-miques de la biomasse) a été réalisé sur les diffé-rents ouvrages de la technologie GRASS®. Sur base de ces résultats, les partenaires ont adapté l’analyse fonctionnelle du procédé de façon à intensifier les processus biologiques tout en garantissant une gestion simple des installa-tions GRASS® pour l’opérateur. A ce stade de la recherche, les performances suivantes sont confirmées : (i) charge volumique deux fois plus élevée avec un rendement épuratoire (C, N, P) conforme à la directive 91/271 et aux normes de rejet de la beurrerie, (ii) une sécu-risation des phases de sédimentation - décan-tation (souvent critiques pour les procédés à boues activées conventionnelles en industrie) via le développement d’une biomasse granu-laire qui décante 4 à 14 fois plus vite qu’une boue flocculaire. Pour conclure, le projet a bien progressé. Les prochains essais se focaliseront sur la gestion et le traitement des boues gra-nulaires.Contact : Christophe Meunier Partenaire – promoteur : exelio (Sprimont) – Albert Wuidar Budget : 399 786 € Financement : Service Public de Wallonie (75%) et fonds propres (25%)


Nouveaux ProduitsDéveloppement d’une plate-forme mobile capable de sélec-tionner, amplifier et produire des bactéries spécifiques pour l’obtention de produits de bioaugmentation – NITRIX (2015-2018)Le projet de recherche NITRIX fait partie d’un programme de mobilité des chercheurs cofinancé par l’Union européenne. L’objec-tif est de développer des produits de bioaug-mentation enrichis en micro-organismes spécifiques qui seront destinés à améliorer ou rétablir l’activité bactérienne dans les stations de traitement biologique des eaux usées. Pendant l’année 2017, deux produits ont été développés sous la forme des agrégats granu-laires : Nitrix et DeNitrix.Le produit Nitrix, particulièrement riche en bactéries autotrophes nitrifiantes (> 60% des bactéries totales), présente une activité de nitrification très élevée (> 147 g N par heure et par kg de biomasse). L’efficacité du produit Nitrix a été démontrée en présence de composés inhibiteurs, comme les sulfures. Le produit DeNitrix, riche en bactéries anaérobies du type Anammox, représente une alternative prometteuse aux techniques conventionnelles d´élimination de l´azote. DeNitrix est parti-culièrement appliqué pour le traitement des effluents riches en azote et à faible teneur en carbone organique.Contacts : Jamile Wagner & Christophe Meunier Budget : 293 112€ Financement : BEWARE EU-FP7 Marie Curie Actions (75%) et fonds propres (25%)


Développement d’un consor-tium bactérien à effet biodis-persant pour le contrôle de l’encrassement biologique : ap-plication aux membranes des BRM - BSWITCH (2017-2018)Commencé en 2017, le projet BSWITCH est cofinancé par la Région wallonne et l’Union européenne dans le cadre d’un financement BEWARE. Le traitement et l’utilisation/la ré-utilisation de l’eau est actuellement en pleine mutation. A l’horizon 2050, on estime que les besoins en eau dans les agglomérations vont croître de plus de 55% et la réutilisation de l’eau est un enjeu majeur pour réduire l’em-preinte hydrique. La majorité des procédés permettant la réutilisation d’une eau de qualité implique des technologies membranaires (microfiltration, ultrafiltration, nanofiltra-tion, osmose inverse). Toutefois, le principal défaut de ces procédés est lié au phénomène de colmatage des membranes. Celui-ci affecte les performances techniques, énergétiques et économiques des systèmes. Malgré un dé-veloppement considérable des technologies membranaires depuis plus de 30 ans, la gestion de l’encrassement biologique reste un défi de taille. Le projet BSWITCH (Bacterial Biofilm off SWITCH) propose le développement d’un « probiotique des membranes » : produit bactérien ayant une action préventive et

curative dans le contrôle du colmatage des membranes des BRM. Basé sur un procédé de production novateur, ce produit a pour objectif d’induire une dispersion du morphotype biofilm. Il présenterait donc les avantages d’un biodispersant sans être considéré comme un biocide. Ce type de produit pourrait constituer une alternative durable et sans danger pour les utilisateurs, comparativement aux méthodes

chimiques conventionnelles (biocides). En 2017, plusieurs produits candidats ayant une action sur le colmatage des membranes de traitements des eaux ont été développés. Ces différents candidats ont la capacité in vitro de réduire jusqu’à 93% du biofilm formé en mi-croplaque. En 2018, l’efficacité des différents candidats sera étudiée en modèle dynamique et dans un bioréacteur membranaire pilote en laboratoire.Contacts : Marjorie Bardiau & Christophe Meunier Budget : 171 660 € Financement : BEWARE EU-FP7 Marie Curie Actions (75%) et fonds propres (25%)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

BR2-1 BM1-4 EcFs190Souches bactériennes formant un biofilm

Réduction de biofilms par les produits développés

Controle BR2-23 BR2-26 SM2-9

BSWITCH - Résultats de l ’effet dispersant des trois produits développés sur trois souches bactériennes.


InvestissementsDepuis 2013, le dé-partement R&D du Cebedeau s’est réso-lument engagé dans l’implémentation de nouveaux procédés biologiques avec un focus spécifique sur l’écologie microbienne

et les biofilms. Les perspectives de dévelop-pement sont importantes. De fait, la biotech-nologie microbienne et toutes les technolo-gies associées ont récemment été identifiées par la communauté scientifique comme des «enabling technologies» permettant d’atteindre les objectifs de développement durable identi-fiés au niveau de la Commission européenne. Ces développements passent non seulement

par une maîtrise des outils moléculaires mais également par un rapprochement du métier de l’ingénieur et des microbiologistes appliqués. Pour soutenir ce développement, nous avons acquis en 2017 des outils d’analyses molécu-laires incluant la préparation des échantillons pour la métagénomique et l’analyse en qPCR.

Christophe Meunier Responsable département R&D email : [email protected] Téléphone : 00 32 4 254 98 26

Fanny Gritten email : [email protected] Téléphone : 00 32 4 247 98 52

Jamile Wagner email : [email protected] Téléphone : 00 32 4 247 98 54

Marjorie Bardiau email : [email protected] Téléphone : 00 32 4 247 98 57

Yolande Samou email : [email protected] Téléphone : 00 32 4 247 98 56

ASSISTANCE TECHNIQUE


Gestion de stations d’épuration

Assistances Techniques à la gestion des stations d’épura-tion.Plusieurs clients nous font confiance pour une assistance technique à la gestion de leur station d’épuration. Notre suivi des performances est permanent, notamment par la mesure des rejets lors des campagnes de taxation. Nous intervenons également de manière plus ciblée que ce soit pour prévenir ou solutionner des dysfonctionnements ou pour aborder des pro-blématiques spécifiques telles les consomma-tions énergétiques, l’écotoxicité des effluents, les émissions d’odeurs, les surcharges, …

Parmi les actions menées en 2017, plusieurs ont concerné des épisodes de bulking fila-menteux et d’écumes biologiques. Citons également la poursuite d’un protocole visant à la diminution des consommations énergé-tiques (aération), une gestion mixte de l’épu-ration (industrielle/publique), une évaluation des risques microbiologiques d’une digestion anaérobie des boues, l’étude de l’impact de nouvelles préparations industrielles sur la station d’épuration…


Avis d’expertsClarification à la station d’épu-ration de Lives sur Meuse (Namur).

La station d’épuration de Namur est sensible aux pertes en MES par la surverse des clarifi-cateurs. L’instabilité provient d’une accumula-tion anormale de boues dans l’ouvrage à débit important. Un travail d’investigation sur le terrain (courbe de sédimentation, épaississe-ment, profil dans le clarificateur, …), complété par une approche empirique et des simulations (WEST en collaboration avec Aquation) ont permis de circonscrire le problème : une hy-draulique favorable à des courants de retour au sein du clarificateur et une aspiration différen-tielle des suceurs, les deux étant partiellement liées. Une solution devrait être testée courant 2018.

Biodégradabilité de formula-tion d’ensimage. Le Cebedeau a testé la biodégradabilité d’une quinzaine de formulations développées par la

R&D de 3B Fibreglass. Les processus d’ad-sorption, de métabolisation et les risques de moussages ont été évalués lors de tests en cuvée et appliqués aux conditions de fonction-nement de la station pour juger de l’impact des nouveaux réactifs. Parallèlement, un diagnostic de la station d’épuration a été réalisé afin d’en chiffrer les réserves en capacité.

Projet de traitement des eaux usées d’un atelier de salaison.Une première approche des options en matière d’évacuation/traitement des eaux, menée en collaboration avec les responsables de la Salaison, l’AIVE et le SPW, a conduit à écarter l’externalisation en biométhanisation et un traitement biologique compatible avec un rejet en eau de surface. Sur l’acceptation d’un rejet à charge limitée en égout public, nous avons testé la flottation à l’air dissous. Les résultats favorables ont conduit à une ap-plication sur site.

Clarificateur de la station

Pré-traitement par flottation.Essai de flottation.jpg


Mission au GuatemalaLe Cebedeau a intégré l’équipe de CMI pour une mission d’expertise dans la région de San Marcos. L’évolution des législations environ-nementales du Guatemala a conduit une asso-ciation de communes à développer des projetsd’assainissement des eaux usées. Le travail fut exploratoire avec collecte d’information, visite des sites possibles d’implantation, rencontre avec les autorités et propositions technolo-giques. Une vingtaine de projets en assainis-sement et trois en eau potable furent étudiés.

Relecture d’avant-Projet et de Projet de station d’épuration urbaine. Le Cebedeau effectue pour le compte de la SPGE des devoirs de relecture de dossier AP et de CsC lors des études précédant les sou-missions. Le programme d’investissement actuel concernant essentiellement des stations d’épuration rurales, des études de dilution encadrent chaque dossier.

Plan de gestion des effluents de carrière.Dans le cadre du renouvellement du permis d’exploitation d’une carrière, nous avons établi un plan pour la gestion et le traitement des effluents afin de répondre aux nouvelles exigences de l’Administration.A l’origine, l’ensemble des eaux usées (eaux pluviales, d’exhaure, industrielles et domes-tiques) étaient dirigées vers un bassin de rétention sous dimensionné en amont du point de rejet. Cette configuration entraînait des coulées de boues et des dépassements réguliers de la norme en matières en suspension. La mission a abouti à la proposition d’une gestion séparative des effluents avec modifi-cation de l’écoulement, instauration de bassins de décantation et de rétention ainsi que d’un laveur de roues à circuit semi-ouvert.Actions menées :• Caractérisation des différents effluents

(échantillonnages);• Cartographie du site et étude des flux

(SIG);• Dimensionnement de bassins.

Cartographie du site.

Collecteur de San Juan.Collecteur de San Juan.jpg


Essais SpécifiquesEfficacité technologique : Test d’immersion du Xylit.Nous avons réalisé un essai de mesure d’effi-cacité du traitement de la station d’épuration X-Perco® C-90 5H (Eloy Water). Ces essais ont été effectués dans le cadre de la validation du produit pour le marché français.

L’étude consistait en contrôles de la conformi-té et du fonctionnement de l’installation, des différentes conditions opératoires de l’essai (variations de charges, hauteurs d’eau, coupures électriques) et en l’analyse des performances épuratoires.

La biométhanisation.Dans la société actuelle, encourageant les initiatives de production d’énergie verte, la biométhanisation apparait depuis quelques années comme une secteur prometteur. Avec 49 unités en Région wallonne en 2016, deux nouvelles installations ont été construites en 2017 (160 et 570 kWél).

Les études de faisabilité pour l’implantation d’une filière de méthanisation nécessitent une analyse rigoureuse des capacités méthano-gènes du substrat. De plus, le diagnostic d’un digesteur, ne fonctionnant pas au rendement attendu, passe également par la caractérisation de la matière digérée.

Pour ce genre de situation, nous effectuons des tests réguliers d’estimation du pouvoir métha-nogène de divers substrats, solides ou liquides. Ces tests sont effectués en chambre dans des réacteurs de 3,5 L, maintenus à la température de 37°C. Les informations retenues pour les essais sont la quantité de biogaz produite par unité de charge polluante introduite, la qualité du biogaz (% CH4- CO2- H2S) et la biodégra-dabilité anaérobie du substrat.En 2017, le Cebedeau a réalisé des essais sur des substrats tels que les boues de station d’épuration (primaires et secondaires), les graisses des dégraisseurs et des effluents de l’industrie agroalimentaire.

Filtre à xylit (source : www.eloywater.com)

Pilote BMP


Solution permettant de limiter la toxicité des eaux usées d’une blanchisserie industrielle. Une première étude « exploratoire » avait permis de mettre en évidence l’intérêt d’un système de réduction de la toxicité par simple ajout d’un produit biosourcé. Les résultats préliminaires obtenus étaient encourageants, mais nécessitaient d’être validés. C’est l’objet de la présente étude. Cette validation a été réalisée en deux étapes : • La première phase, en laboratoire, vise à

confirmer cet intérêt ;• La seconde consiste à tester à l’échelle in-

dustrielle le prétraitement envisagé, l’ob-jectif étant de valider la faisabilité et de définir les règles de dimensionnement de l’installation.

Le produit biosourcé développé dans le cadre de l’étude permet d’atteindre un abattement de la toxicité de l’ordre de 80%. Ce procédé est basé sur la spécificité de certains microor-ganismes de dégrader les composés présents dans l’effluent et responsables de leur toxicité (désinfectants, agents de blanchiment chlorés et oxygénés).

Les principaux avantages de ce produit innovant sont :• Solution biologique ne nécessitant pas

l’utilisation de produit chimique;• Faible consommation énergétique; • Cinétique élevée réduisant le temps de

contact;• OPEX limités.

Paul HenryResponsable département Génie Sanitaireemail : [email protected]éléphone : 00 32 4 254 98 27

Hélène Peetersemail : [email protected]éléphone : 00 32 4 254 98 24

Robert Bechemail : [email protected]éléphone : 00 32 4 254 98 53

Françoise Pirardemail : [email protected]éléphone : 00 32 4 254 98 25

LABORATOIRE


Nos atoutsQualité et flexibilité sont les maîtres-mots de notre politique. Un échantillonnage adéquat est essentiel à la bonne représentativité des résultats. C’est pourquoi un soin particulier doit être accordé à la préparation des campagnes d’échantillon-nage : un matériel performant ne suffit pas, l’expérience est primordiale.

Une fois au laboratoire, les échantillons sont soumis à des batteries de test, selon que l’on cherche à caractériser la traitabilité de l’eau ou sa charge polluante.

En 2017, nous avons été amenés à réaliser :• 62000 analyses réparties sur 7000 échan-

tillons;• 2500 rapports d’analyses;• Plus de 1000 Contrôle Qualité Interne;• 4 campagnes de test inter laboratoires.

Nous travaillons continuelle-ment dans l’amélioration de nos délais ainsi qu’à la qualité de nos services. L’implémen-tation d’un LIMS dès 2016 fut une étape importante dans notre processus d’amélioration.


Nouveau ServiceTaxe : de nouveaux services afin d’aider les clients dans leurs obligations.

Les services Easy-Tax et Easy-Tax Premium proposent aux clients qui le désirent une prise en charge globale des obli-gations relatives à l’établissement de la taxe sur le déversement des eaux usées industrielles. Du prélèvement à la déclaration, nous réalisons l’ensemble des actions et obligations néces-saires à l’établissement du dossier complet de déclaration, tout en garantissant la conformi-té par rapport à la réglementation en vigueur.

Nous fournissons également aux clients dif-férents tableaux et graphiques comportant des indicateurs pertinents pour la maîtrise de leurs coûts. EASY-Tax Premium permet au client de suivre des indicateurs afin e pouvoir anticiper le montant de sa taxe, identifier des sources problématiques et agir pour l’ajuster. Une vue d’ensemble évolutive des indicateurs de l’année de déversement précédente et en cours est envoyée trimestriellement par e-mail au client.


En brefLe laboratoire, c’est une équipe de 12 personnes réparties entre : • les analyses physico-chimiques;• les analyses organiques;• les analyses des métaux lourds;• les prélèvements et mesures sur terrain.

Nous réalisons également des tâches plus spé-cifiques parmi lesquelles :• Support analytique pour la R&D;• Support analytique pour le génie sanitaire;• Test de toxicité et d’inhibition : Daphnia

magna, algues vertes, microtox;• Traitabilité physico-chimique (coagula-

tion-floculation, ozonation, etc.) et biolo-gique;

• Entartrage et corrosivité;• Propriété de filtration et déshydratation;• Biodégradabilité.

Jean-Marc BoeurAnanlyses Physico-Chimiquesemail : [email protected]

Hugues PeetersAnanlyses des métaux lourdsemail : [email protected]éléphone 04 257 98 50

Anne BourgyAnanlyses organiquesemail : [email protected]éléphone 04 254 98 29

Hélène UcyeyeAnanlyses Physico-Chimiquesemail : [email protected]

Marie-Pierre PaqueAnanlyses Physico-Chimiquesemail : [email protected]

Bastien SchoonbroodtAnanlyses Physico-ChimiquesPilotesemail : [email protected]

Ouafae GharradiAnanlyses Physico-Chimiquesemail : [email protected]

Laura JonletAnanlyses Physico-Chimiquesemail : [email protected]

Laetitia De FaysAnanlyses Physico-Chimiquesemail : [email protected]

Jordy De HarengEchantillonnageemail : [email protected]

Nathan RikirEchantillonnageemail : [email protected]

Frédéric DoyenResponsable Département LaboPrélèvement et devisemail : [email protected]éléphone : 04 247 98 55

LE CEBEDEAU, C’EST AUSSI...


Journée de l’eauL’eau sous la loupe : Appli-cation des outils issus de la biologie moléculaire

Le 26 octobre a eu lieu la journée d’étude du Cebedeau, consacrée cette fois à la microbiolo-gie. Les outils modernes de microbiologie (hy-bridation, qPCR ou séquençage à haut débit) sont devenus incontournables dans l’étude des processus biologiques impliqués dans la gestion et le traitement des eaux. Longtemps réservé à une poignée d’experts, l’accès à ces techniques offre de nouvelles perspectives pour le secteur de l’eau potable, des eaux usées et du reuse. Notre ambition fut de décrypter la portée et les limites de ces outils au service des praticiens du secteur : • Optimaliser son procédé épuratoire; • Mettre en place des actions préventives ou

curatives contre les dysfonctionnements biologiques des stations;

• Développer une assistance à la gestion du risque sur les circuits d’eau;

• Développer de nouvelles sondes process; • ...

Nous avons pour ce faire reçu des orateurs dans le magnifique hôtel des comtes de Méan tels que Dana OFITERU (New Castle Uni-versity), David WEISSBRODT (Technische Universiteit Delft), Murielle DEQUAIRE ROCHELET (Université de Bourgogne /INRA) ou encore Henry-Michel CAUCHIE (Luxembourg Institute of Science and Tech-nology)

Christophe Meunier, Responsable de la R&D du Cebedeau, a également effectué une très intéressante présentation sur les apports des outils de la biologie moléculaire dans le dia-gnostic et la mise à niveau des stations d’épu-ration.Avec une centaine de participants, cette journée fut une réussite, tant sur un plan orga-nisationnel que scientifique.Nous remercions encore chaque personne ayant, de près ou de loin, apporté sa contribu-tion à cette journée inspirante.


Informations et publicationsPublications scientifiques dans des revues internationales


Posters

ASTEE 96th Annual Conference – June 6 to 9, 2017

Liège, Belgique

Speaker: Yves MarneffeSession Speed-poster 1

7 /06/2017#ASTEE2017

Multi-actor strategy for the management of an industrial effluent impacting a vulnerable surface waterbody and assessment of the effectiveness of

measures by the use of bioassays.Yves Marneffe1, Carole Chalon1 Paul Henry2 & Jean-François Vaerewyck3

1 ISSeP (Institut Scientifique de Service Public) - Cellule Ecotoxicologie, rue du Chéra, 200, 4000 Liège, Belgium ([email protected])

2 CEBEDEAU (Centre d’expertise en traitement et gestion de l’eau) Chemin des Chevreuils, 3 Bâtiment B53 4000 Liège (Belgium) 3 DGO3 - DESU, Avenue Prince de Liège, 15, B-5100 Jambes Belgium

Implemented Strategy

Until 2014, industrial effluent from a tannery was discharged into the urban wastewater treatment plant (UWWTP) of Pas-à-Wasmes after a series of expensiveand complex biological and physico-chemical treatments aiming to decrease the carbon load. Despite these efforts, the effluent quality did not allow thetreatment of the totality of the effluent in the UWWTP (nitrification and clarification deterioration) and an important volume was directly bypassed into the river.Polluted (C/N) and toxic loads discharged by the tannery remained problematic for the receiving waterbody (EL13R), as shown by a battery of bioassays.

Introduction

We used a battery of short term and chronic bioassays with the bacteria Vibrio fischeri, the algaPseudokirchneriella subcapitata, the rotifer Brachionus calyciflorus and the microcrustacea Daphnia magnaThe tannery and the UWWTP effluents were sampled 9 times from September 2014 to april 2016 to assess the decrease of toxicity before and after the UWWTP treatment.

Tannery effluent

Before 2014: direct discharge of a highly toxic effluent into the river (bypass of the UWWTP)

The improvements of the effluent treatment carried out by the tannery and the UWWTP:

• tannins recycling• oxidation or precipitation of residual sulfites,• Decrease of suspended matters by clarification

(addition of lime and ferric chloride)• Constant flow of wastewater to the UWWTP • Improvement in the UWWTP (optimal use of

reagent, improvement of the nitrification process, better flocculent injection, …).

In 2014, all the concerned stakeholdersimplemented a strategy to manage theproblem and an advisory committee wasappointed to assess the improvementsand bioassays were used to regularlyassess the effectiveness of themanagement measures.

Those improvements allowed the UWWTP to handle the totality of the tannery effluent

Results and discussions

Effluent toxicity before UWWTP treatment

Table 1 : Toxicity of the UWWTP effluent in Toxicity Units (TU50 = 100/EC50)

Effluent toxicity after UWWTP treatment

In the UWWTP, the very high toxicity of the tannery effluent wasstrongly decreased. Only slight toxicity is still observed in a fewsamples for the rotifer B. calyciflorus and the algae P. subcapitata.

Figure 1 : Toxicity of the Tannery effluent in Toxicity Units (TU50 = 100/EC50) (V.f. Vibrio fischeri (bacteria) ; P. s. Pseudokirchneriella subcapitata (algae) ; B.c. Brachionus calyciflorus (rotifer) ; D.m. Daphnia magna (crustacea)).

Risk assessment for the river Pas‐à‐Wasmes

The toxic characterisation of the effluents and the evaluation of “toxicity:dilution” ratiopredict the capacity of the receiving river to dilute the toxic loads and therefore thepropensity of the river to endure toxic pressure (risk assessment in worst case conditionswith maximum toxic load and low flow in the river). The UWWTP treatment decreases therisk faced by the river (table 2).

Table 2 : Estimated TU in the river in worst case conditions (TU50 effluent x max effluent discharge/ minimum river discharge) without and with UWWTP process.

Estimated TU in the Pas‐à‐Wasmes without UWWTP process

16‐09‐14 20‐01‐15 03‐03‐15 07‐04‐15 27‐04‐15 26‐05‐15 05‐10‐15 11‐01‐16 05‐04‐16

V.f. ‐ TU50 41 13 8 32 39 43 56 5 98P.s. ‐ TU50 14 4 0 3 6 4 7 1 8B.c. ‐ TU50 3 2 3 4 2 2 2 1 2

D.m. ‐ TU50‐48h 5 4 4 3 5 9 1 1 1

Estimated TU in the Pas‐à‐Wasmes with UWWTP process 16‐09‐14 20‐01‐15 03‐03‐15 07‐04‐15 27‐04‐15 26‐05‐15 05‐10‐15 11‐01‐16 05‐04‐16

V.f. ‐ TU50 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00P.s. ‐ TU50 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.59 0.00 0.00 0.00B.c. ‐ TU50 0.00 0.00 0.00 1.58 0.94 1.64 0.00 0.00 0.00

D.m. ‐ TU50‐48h 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.28 0.00 0.00 0.00

UWWTP

ConclusionThe improvements of the effluent treatment carried out by the tannery and the UWWTP allowed the UWWTP to handle the totalityof the tannery effluent and bioassays were used to regularly assess the effectiveness of these measures. Moreover, a procedureof permanent information exchange concerning the flow rate of the industrial effluent was adopted between the tannery and

IPALLE (in charge of the UWWTP). These results gave evidence to support the modification of environmental permits to match with best availabletechniques (BAT). The implementation of a multi-actor strategy for the management of an industrial wastewater effluent induced an importantimprovement of the water quality in the waterbody.

INTRODUCTION

Investigation of the impact of wood ashes on nitrifying granule formation

Jamile Wagner*, Bastien Schoonbroodt, Christophe Meunier**CEBEDEAU - Research and Expertise Center for Water, Allée de la Découverte, 11 (B53),

Quartier Polytech 1, 4000 Liège, Belgium*[email protected]

**[email protected]

Cultivation of nitrifying granules is not as easy and fast as heterotrophic or hybrid granules, due to the slow growth rate and the high sensitivity of nitrifying bacteria (Chen et al., 2015).

Addition of carriers option to stimulate nitrifying granulation. Example: granular activated carbon (GAC) core for microbial growth and granule formation (Li et al., 2013).

The use of GAC can significantly increase the operational costs demand for alternative and cost-effective products.

METHODS RESULTS AND DISCUSSION

CONCLUSIONS• Nitrifying granular sludge successfully cultivated in both reactors.

• The use of ashes as a carrier did not accelerate the granulation process but the granules formed in R2 displayed better settleability and higher relative abundance of nitrifying bacteria.

• Possibility to treat ammonium-rich wastewaters the stability of the reactors will be evaluated and N load will be further increased up to 1g N/L.

inspiring change

Acknowledgement: This work was co-financed by the Marie Curie Actions under the grant BEWARE EU-FP7. We would like to thank the lab technicians at Cebedeau for their technical support. We are also grateful to Olivier Henriet for hishelp with the microbial composition analyses.

References:Chen, F.Y., Liu, Y.Q., Tay, J.H. (2015) Rapid formation of nitrifying granules treating high-strength ammonium wastewater in a sequencing batch reactor. Appl Microbiol Biotechnol, 99: 4445-4452.Li, A.J., Li, X.Y., Yu, H.Q. (2013) Aerobic sludge granulation facilitated by activated carbon for partial nitrification treatment of ammonia-rich wastewater. Chemical Engineering Journal, 218: 253-259.Winkler, M.K.H., Bassin, J.P., Kleerebezem, R., Sorokin, D.Y., van Loosdrecht, M.C.M. (2012) Unravelling the reasons for disproportion in the ratio of AOB and NOB in aerobic granular sludge. Appl Microbiol Biotechnol, 94: 1657-1666.

RESULTS AND DISCUSSION

The sludge exhibited a very good settleability, especially in R2. SVI30 decreased from 99 mL gTSS

-1 (inoculum) to 38 mL gTSS-1 in R1 and to 15 mL gTSS

-1 in R2 (Fig. 3b).

An increase in the SVI30/SVI10 ratio (Fig. 3c) indicates granule formation. This ratio reached 1 after 64 d of operation in R1, while in R2, 99 d were required to achieve the same ratio. The presence of the ashes did not have an impact in speeding up the granulation process.

The solids composition in R2 is much more complex than in R1 combination of sludge and wood ashes in R2. The ashes provided the core for granule formation and growth(Fig.4b).

www.iwahq.org

Figure 3. (a) TSS in the reactor, (b) SVI30, and (c) SVI30/SVI10 ratio during the operation time of R1, noashes (∆), and R2, with ashes (●).

Figure 5. Influent NH4+-N concentration (●), effluent NH4

+-N concentration (x), and NH4+-N efficiency

removal (∆) during the operation time of R1, no ashes (a), and R2, with ashes (b).

Figure 1 – Reactors for granule cultivation.

Two reactors (Fig. 1) were operated in sequencing batch mode (Fig.2) for nitrifying granular sludge cultivation in absence (R1) or presence (R2) of wood ashes.

Inoculum: activated sludge from a municipal wastewater treatment plant operated for full biological nitrogen removal.

Stepwise increase of NH4+-N in the influent.

120

210

25 5

Cycle phases (in min)

Feeding

Aeration

Settling

Discharge

6 h cycle

Figure 2 – Sequencing batch mode configuration.

Figure 6. Relative abundance of nitrifying bacteria inthe inoculum and in both reactors after 100 days ofoperation revealed by high-throughput sequencinganalyses.

The granules were highly enriched with ammonium-oxidizing bacteria (AOB) and nitrite-oxidizing bacteria (NOB).

The relative abundance of nitrifying bacteria in the inoculum was 1.2% of total bacteria. After 100 days of operation, the relative abundanceincreased to 18.4% in R1 and 22.8% in R2 (Fig. 6).

Nitrobacter was the dominant NOB in both reactors.

NH4+-N was mainly converted to nitrate and no nitrite accumulation was observed in the

reactors (data not shown) no free ammonia (FA) or free nitrous acid (FNA) inhibition.

These ratios were much higher than the theoretical ratio of 0.5 for conventional activated sludge. The disproportion of the amount of AOB and NOB in granular sludge was also observed by Winkler et al. (2012).

NOB/AOB ratio: R1 = 2.7 R2 = 1.3

Characteristics of the granular sludge:

Ammonium removal:

Microbial composition:

Figure 4. Nitrifying granular sludge developed in R1, no ashes (a), and R2, with ashes (b).

R1 was more sensitive to the increase of the nitrogen load than R2

Objective: evaluate the impact of the use of wood ashes as biomass carriers on nitrifying granule formation and substrate removal efficiency. Microbial population shifts during the formation of granules were also investigated.

Ashes

High mineral content, alkalinitypotential, low cost, and good adsorbent

properties

Carriers for microbial attachmentinitiation step for granule formation

Ashes Initial cellattachment

Biofilm growth

Granules formation

Amount of ashes in the influent determined considering the inhibitory thresholds of heavy metals concentrations for nitrifying organisms possibility of sludge valorization.


FormationsFORMATIONS DONNEES

Forem• Formation pour les gestionnaires en traitement des eaux;• Traitement des eaux en épuration collective;• Analyse des dysfonctionnements biologiques de la boue activée.

CMI Environnement • Formation process : Traitements avancés anaérobies.

Mithra Pharmaceuticals• Formation eaux de process et eaux usées.

Mecar• Epuration biologique SBR.

FORMATIONS SUIVIES

Conseiller en prévention niveau III• Mise en place d’un système de gestion des risques au Cebedeau;• Analyse des risques (méthode Déparis);• Rédaction du plan global de prévention;• Rédaction du plan annuel d’actions pour 2018;

HEC• Leader d’équipe et les outils du manager.

U.C.L.• Métagénomique et qPCR.


Quelques chiffres


Conseil d’administration

Président : Albert WuidarVice-président : Alain Germeau

Membres du Conseil d’AdministrationMarie-France CanisiusJean- François DeliegeRaymond PropsonPatrick GerinJean Jouet

Administrateurs honorairesFrancis Edeline Louis Vandevenne

Jean-Pierre SilanJean-Claude BouchatJean-Luc Vasel

CEBEDEAU ASBL

Quartier Polytech 1

Allée de la découverte 11

4000 Liège

04 252 12 33

Laboratoire d’analyse et centre de recherche agréé par la Région wallonne

Laboratoire accrédité ISO 17025

Membre de l ’Aquapôle

Photos : Marjorie Bardiau, 123RF/nejron; 123RF/Shironosov, 123RF/Chaiyoot, 123RF/ Khamphonsaeng, 123RF/ dolgachov

RAPPORT D’ACTIVITÉS 2017Rapport d’activités 2017 - 11 Investissements Depuis 2013, le...

Documents

Transcript of RAPPORT D’ACTIVITÉS 2017Rapport d’activités 2017 - 11 Investissements Depuis 2013, le...