Traitement Bio

Traitement biologique des eaux uses

1-Traitement du carbone

Nicolas Bernet

[email protected]

INRA-Laboratoire de Biotechnologie de lEnvironnementAvenue des tangs, 11100 Narbonne

LPURATION DES EAUX RSIDUAIRES

Diversit des sources polluantes:

OrigineEaux Rsiduaires Urbaines (ERU)

Eaux Rsiduaires Industrielles (ERI)

NatureOrganique (agro-alimentaire, pharmacie, )Minrales (micro-lectronique, automobile,)

FormeSoluble

Collodale

Matires en suspension

Diversit des procds de traitement

Physiques

Chimiques

Biologiques

Couplages

Produits solubles Produits collodaux Matires en suspension

Neutralisation

Oxydo-rduction

Echange dions

Membranes (OI, ED)

Prcipitation

Oxydation

Adsorption

Extraction

Traitements biologiques arobies

Cultures bactriennes en suspension

Boues actives, Lagunage

Cultures bactriennes fixes

Lits bactriens, Biofiltres

Traitements biologiques anarobies (mthanisation)

Dgrillage

Dessablage

Dcantation

Flottation

Filtration

Coagulation

Floculation

Coagulation

Floculation

Dcantation

Dgrillage

Dshuilage

Flottation

Dcantation

Flottation

Clarification

Po

llu

tio

n M

inr

ale

Po

llu

tio

n O

rga

niq

ue

PRINCIPE DE LEPURATION DES EAUX USEES

Daprs Boeglin, Techniques de lIngnieur

Traitement primaire Traitement secondaire Traitement tertiaire

Dgrillage

Dessablage

Dshuilage

Prtraitement

Chimiques:

neutralisation,

Oxydo-

rduction,

...

Physiques:

stripping,,

dcantation,

flottation,

filtration

Boues

actives

Lagunage

ar

Lits

bactriens

Biodisques

Biofiltres

Digestion

anarobie

Dcantation

Elimination

Azote

Nitrification

Dnitrification

Elimination

Phosphore

chimique

biologique

Dsinfection

Cl2, O3, UV

Stabilisation biologique

ou chimique

Epaissisement gravitaire

ou flottation

dshydratation

filtration

centrifugation

schage

incinration

dcharge

pandage

Boues

Rejet

rivire

nappes

mer

pandage

FILIERES DE TRAITEMENT


LES PRINCIPAUX CRITRES DE POLLUTION

Pollution Particulaire: les Matires en Suspension

Matires sches

Pollution Organique: DBO, DCO

DBO5 : Demande Biochimique en Oxygne, consommation doxygne en 5 jours par des o de contamination banale des eaux;

DCO : Demande Chimique en Oxygne, consommation doxygne dans les conditions dune raction doxydation par le bichromate de potassium, chaud, avec catalyseur.

Pollution lorigine de leutrophisation

Azote total N Phosphore total P

PARAMTRES ET VARIABLES CARACTRISTIQUES

DUN PROCD BIOLOGIQUE

Concentration en biomasse : X

Concentration en pollution organique (DBO) : l

Rendement d puration : r

Volume du racteur : V

Dbit volumique entrant : Q

Charge massique applique :

Charge volumique applique :

Temps de passage :

Age de boue :

VX

QlCm 0

V

QlCv 0

Q

V

ppXQ

VXTSB

CADRE RGLEMENTAIRE

- les lois prcisent les valeurs limites des critres de pollution, en concentration et en

rendement dpuration (Directive europenne du 21 Mai 1991 pour les ERU)

- la valeur limite est respecte quand au maximum 10% des rsultats dpassent cette

valeur, en restant infrieurs deux fois cette valeur.

- existence de normes spcifiques certaines zones sensibles leutrophisation.

-contrles rguliers ou inopins, selon la quantit brute de pollution gnre.

Paramtre Concentration % minimal de rduction

DBO5 25 mgO2/L 70-90%

DCO 125 mgO2/L 75%

MES 35 mg/L 90%

N total* 15 mg/L 80%

P total* 2 mg/L 70-80%

*Rejets en zone sensible, EH entre 10 000 et 100 000

EVOLUTION DES PERFORMANCES DES STATIONS DPURATION

FLUX REJETS APRS TRAITEMENT VENTUEL

DANS UNE STATION DPURATION INDUSTRIELLE

LE TRAITEMENT BIOLOGIQUE DES EAUX USES

Traitement arobie (boues actives)

MO + organismes + O2 organismes + CO2

Traitement anarobie (mthanisation)

MO + organismes organismes + CH4 + CO2

Biogaz

100% 50% 50%

100% 7-12% 85-90%

Traitement de la matire organique

PRINCIPES DE LEPURATION BIOLOGIQUE AEROBIE

Raction de catabolisme

Raction danabolisme

Oxydation biomasse (respiration endogne)

Bilan Oxygne

Matire organique + Microorganismes + O2 CO2 + H2O + Energie

Matire organique + Microorganismes + O2 + Energie C6H5O2N + CO2 + H2ONutriments

Nutriments

C6H5O2N + 5O2 5CO2 + 2H2O + NO3- + mtabolites rfractaires

(boues en excs)

DCO (soluble) = DCO (biomasse) + O2 (utilis)


ENERGTIQUE DU MTABOLISME CELLULAIRE

ATP

ADP + P

AnabolismeCatabolisme

Energie

Biomasse

Substrat

Substrat

Produits + CO2 + H2O


LE MTABOLISME AROBIE

O2

Matire organique

Micro-organismesCO2 + H2O

Mtabolites rfractaires

(boues en excs)

Oxydation de la Biomasse

(respiration endogne)

Oxydation de la

matire organique

Croissance exponentielle Croissance ralentie Croissance endogne

A B C D

Production de boue

Taux de consommation

de O2

L0

S0

Masse totale

de cellules

DCO rsiduelle

PRINCIPES DE LEPURATION BIOLOGIQUE AEROBIE


RAPPEL : CINTIQUE MICROBIENNE

XrX Y

XrS b

lK

lm

rx : vitesse de croissance (g.L-1h-1),

: taux de croissance (h-1),

m : taux de croissance maximal

X : concentration en biomasse (g/L)

rs : vitesse de consommation du substrat (g.L-1h-1)

Y : rendement en biomasse (kgMVS.kdDBO-1)

b : mortalit des cellules (j-1)

INFLUENCE DES CONDITIONS PHYSICO-CHIMIQUE SUR LES BOUES ACTIVEES

pH

6,5 - 8,5

Temprature

Influence directe sur la vitesse des ractions biologiques

Oxygne dissous

Substrat des microorganismes, importance du transfert

Facteurs nutritionnels

Macro-lments : C, N, P. DBO5:N:P = 100:5:1

Micro-lments : Fe, Ca, Mg, K, Mo, Zn, Co,...

ELIMINATION DU CARBONE PAR VOIE AROBIE

PROCD BOUES ACTIVES

dgrillage dessablage dshuilage

Bassin de

Boues actives

Dcanteur

Traitement des boues

Silo boues

Poste de

relvement

Dpart des

eaux pures

Recyclage

boues

DIFFRENTS TYPES DE PROCDS BOUES ACTIVES

Dsignation

Charge Massique

(kgDBO5.kgMVS-1.j-1)

Charge

Volumique

(kgDBO5.m-3.j-1)

Concentration

en Boues

(kgMVS.m-3)

Age de

Boues (j) Remarques

90%Faible

Charge

DIMENSIONNEMENT DU BASSIN DARATION DES STEP

Q, l0, X0

(1+r)Q, lf, X (1-e)Q, lf, Xs

lf, X

= taux dpaississement des boues (3 en gnral)r = taux de recirculation

e = taux dextraction

eQ

rQ

DIMENSIONNEMENT DES STEP- BESOINS EN OXYGNE

Besoins en O2 (kg.j-1) = aDL + bBa

Avec DL = quantit de DBO limine dans le bassin (kg.j-1)

Ba = quantit de boues actives dans le bassin (kgMVS)

O2 (kg.j-1) = a Q(l0-lf) + b XV

Forte charge Moyenne charge Faible charge

Cm (kgDBO kgMVS.j-1

) 0,5 - 1 0,1 - 0,5 < 0,1

(h) 2 - 4 4 - 11 24

K (h-1

) 1 0,4 0,3

Y 0,6

b (j-1

) 0,05

a (kgO2.kgDBO.j-1

) 0,5 0,55 0,66

b (kgO2.kgMVS.j-1

) 0,12 0,08 0,07

X (kgMVS.m-3

) 2,5 3 4

3

DIMENSIONNEMENT DES STEP

PRODUCTION DE BOUES

B = Bmin + Bdur + YQ(l0-lf) - bXV - Beff

B : boues en excs (kgMES.j-1)

Bmin : 30% des MES entrantes

Bdur : MES difficilement biodgradables, 25% des MVS effluent

YQ(l0-lf) : boues synthtises

bXV : fraction dtruite par auto-oxydation

Beff : boues partant avec leffluent de sortie

Synoptique de la station dpuration urbaine du Bola (Belgique)

Capacit : 2300 EH

http://www.aide.be/step_serv_am/bola.html

Vue gnrale de la station dpuration urbaine du Bola (Belgique)


Bassin daration(400 m3)

Clarificateur secondaire

(150 m3)


ECOSYSTEME DES BOUES AEROBIES

Bactries

Btonnets Gram- : coliformes, Enterobacter, Pseudomonas, Achromobacter,

Flavobacterium, Zooglea

Bactries Gram+ : Micrococcus, Arthrobacter, corynformes, mycobactries

Levures et champignons filamenteux

Prsents en faibles quantits

Protozoaires

Rhizopodes ou amibes

Cilis comme Vorticella, Epistylis, Apidisca, Opercularia,...

Mtazoaires

Organismes pluricellulaires comme les rotifres et les nmatodes (vers).

PROTOZOAIRES DANS LES BOUES ACTIVEES

THEORIES EXPLICATIVES SUR LA FORMATION DES FLOCS

Phnomnes dattraction la surface bactrienne

Modle de l ossature filamenteuse

Thorie intgre

Groupe Type Affinit Rsistance

forte pour au manque de S

formeur de flocs lev S faible

filaments A lev O2 faible

filaments B faible S forte

Bactries

Gram - filamenteuses ( trichome) : Sphaerotilus natans, Beggiota, Thiotrix, Microthrix

Gram+ : Bacillus

Champignons filamenteux

Geotrichum candidum, Leptomitus, Cephalosporium, Cladosporium, Penicillium

Thiotrix Microthrix parvicella

LES MICROORGANISMES RESPONSABLES DU FOISONNEMENT

BOUES ACTIVEES ET FOISONNEMENT (BULKING)

METAZOAIRES DANS LES BOUES ACTIVEES

Nmatodes

Rotifres

PROBLEME DE MOUSSES DANS LES BOUES ACTIVEES

LES MICROORGANISMES RESPONSABLES DU FOISONNEMENT

Champignons filamenteux

Amlioration de la rtention de biomasse

- Augmenter la concentration en microorganismes dans le racteur

- Amliorer la qualit du rejet (MES)

Bioracteurs membranes (BRM)

Racteur biomasse immobilise (biofilms)

Charge massique :

XV

SQ

M

F

LE BIORACTEUR MEMBRANES (BRM)

Permat Permat

Boues

en excs

Boues

en excs

Eau use Eau use

Membranes externes Membranes immerges

Membranes tubulaires ou planes

Filtration tangentielle (1-4 kWh.m-3)

Jusqu 30 gMES/L (8-15)

Prtraitement pouss ncessaire

Frquence de lavage leve

Applique aux ERI (lixiviats)

Membranes fibres creuses (2/3) ou planes (1/3)

Filtration par dpression (0,4-1 kWh.m-3)

6-12 gMES/L

Prtraitement pouss ncessaire

Frquence de lavage faible

Applique aux ERI et ERU


Le dveloppement des BRM en Europe (Kraume et Drews, 2010)


Evolution des cots de fonctionnement et de maintenance (Kraume et Drews, 2010)

LE BRM APPLIQU AUX ERU

Qualit du rejet trs leve : - rejet en zone sensible,

- possibilit de recyclage de leau traite

Mais : cot plus lev, capacit daration infrieure aux BA (viscosit)

Dveloppement trs important : - march multipli par 10 en 5 ans,

- 10 M d habitants (0,5%)

Augmentation de la taille des stations : projet de 400 000 EH (USA), en 2000 la plus

grande station traitait 35 000 EH (Leipzig), en 2008, la station de Nordkanal

(Allemagne) traite 80 000 EH

RACTEURS BIOMASSE FIXE

Biofilm

PROCDS BIOFILM

Avantages

- Charge volumique limine leve

- Compacit (emprise au sol, couverture)

- Modularit

- Robustesse (inhibiteurs, chocs) : diversit?

Mais

- Frais dinvestissement plus levs

- Automatisation ncessaire

- Dure de colonisation des matriaux support

- Limitations de lapport en substrats

- Colmatage (lit fixe)

PROCDS BIOMASSE FIXE

BIOFILM

Possibilit de dveloppement de bactries autotrophes prs du support (Nitrification)

support

biofilm

anarobie arobie

O2DBO5

CO2sous-produits

Garnissages utiliss en lits bactriens

- garnissages ordonns (auto-supports)cloisonyle

- garnissages vrac

flocorAnneaux pall

surfaces spcifiques

As : de 60

250 m2.m-3.

Effluent

traiter

Recirculation

Effluent

trait

Garnissage

Rpartition par sprinkler

LE LIT BACTERIEN

LE LIT BACTERIEN

http://www.carteleau.org

On fait ruisseler l'eau sur un matriau dveloppant de la surface spcifique (50-200 m2/m3)

Matriau naturel (gravier, roche volcanique) ou synthtique (PVC, PE, PP)

Ventilation naturelle ou force

Ncessit davoir un arrosage optimal pour:- ne pas asscher le biofilm, ne pas le noyer (pour lapport d oxygne) - permettre la croissance du biofilm

- permettre lautocurage: limination du biofilm (viter le colmatage)

Consommation lectrique moins importante que pour les boues actives (2 3 fois moins)

Produit autant de boues que le procd boues actives (BA).

Mais dcanteur secondaire de surface moindre que BA car il ne voit que les boues produites (pas de recirculation des boues comme dans les BA).

Pour le traitement deffluents industriels fortement chargs, utilisation dun lit bactrien (i.e. abattement de 50% de la charge) avant un traitement par boues actives.

Capacit : 4-10 gDBO/m2.j soit 0,1-1 kgDBO/m3.j

Nitrification possible en un ou deux tages

Dnitrification possible avec lit bactrien non ar ou noy

LE LIT BACTERIEN

LE LIT BACTERIEN

Lit Bactrien

DIMENSIONNEMENT

n

h

s

f

Q

HKA

l

lexp

0

H: hauteur du lit (m)

As: surface spcifique en m2.m-3

Qh : Charge hydraulique (dbit rapport

la section du lit), m.j-1

n : coefficient (n=0,91-21.5/As)

K : constante lie la biodgradabilit,

ERU: 0,0226

ERI Abattoirs : 0,0082

Conserverie fruits-lgumes : 0,01530

0.04

0.08

0.12

0.16

0.2

0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Volume de matriau (m3.m-3 deau traite)

Conversion en DBO5

ERU

Abattoirs

LES DISQUES BIOLOGIQUES ROTATIFS

Dcanteur

primaire

Dcanteur

final

Boues en excs

Eau traiteEau brute

Boues


Observation au 19ieme sicle du pouvoir purateur des moulins eaux !

La biomasse est fixe sur des disques en rotation monts verticalement et immergs 40 % dans l'eau traiter :

- paisseur du biofilm 1 3 mm

- diamtre 2 4 m

- vitesse de 1 2 t/minute

- espacement entre les disques 2 3 cm

Disques pour traiter la pollution soluble

Faible agitation, il faut viter les dpts

Dcanteur primaire ncessaire

Pas de recirculation des boues

Disques onduls ou autres formes:- 50 200 m2 /m 3

- sur arbre de 7,5 m: jusqu' 9300m2

- ajout de godets et injection d'air pour entraner la rotation.

Les disques doivent tre couverts: protection contre les intempries pluie, gel, soleil.

Capacit : en DBO soluble: 15 30 g /m2.jour : charge hydraulique: de 0,04 0,16 m3/m2.jour

BIOFILTRES ET LIT FLUIDISES

S

A

S

A

A

S

Biofiltre ascendant Biofiltre descendant Lit fluidis

LES BIOFILTRES

Procd d'puration de l'eau use culture de bactries fixes

utilisant un matriau granulaire en tant que support assurant la

filtration et la dgradation biologique


LES BIOFILTRES

Support < 5 mm

Opration en lit fixe ou fluidis

Co-courant ascendant gaz-liquide ou contre-courant

La biomasse reste dans le filtre : colmatage et ncessit de faire des cycles de

lavage pour enlever la biomasse (air ou eau)

Compacit (faible emprise au sol, forte surface spcifique disponible pour le

biofilm 700 1200 m2 /m3)

Absence de clarificateur secondaire: les eaux de lavage concentres en

biomasse sont achemines directement au traitement des boues.

Capacit : 2-10 kg DCO/ m3.j

Biofiltres :le Biofor

www.degremont.com

Biofiltres :le Biostyr

http://www.veoliawaterst.com/biostyr/fr/

Systme biomasse fixe

Systme biomasse suspension

Rsiste mieux aux composs toxiques de l'affluent

Sensible la prsence de toxiques

Limitations au transfert de masse du substrat dans le biofilm

Peu de limitation au transfert du substrat

Aucun effet du dcanteur secondaire sur le fonctionnement du racteur et sa charge en biomasse

Le fonctionnement du bassin d'aration, et sa quantit de biomasse sont directememt relis la performance du dcanteur secondaire

Avec les biofiltres, on peut se passer de dcanteur secondaire

Dcanteur secondaire toujours ncessaire

Conception base encore sur des relations empiriques car mcanismes complexes dans le biofilm

Nombreux modles disponibles (et logiciels) pour la conception

Comparaison biomasse fixe-biomasse en suspension

Granules arobies

- Procd aliment en mode SBR

- Rle essentiel de lhydrodynamique sur la granulation et la stabilit des granules

- Domaine dapplication : traitement simultan du carbone, de lazote et du

phosphore

Procds mergents

PRINCIPE DE LPURATION BIOLOGIQUE ANAROBIE

Acides organiques,

alcools, ...

Actate

B. hydrolytiques

B. acidognes

B. actognes

B. homoactognes

A. mthanognes

actoclastesA. mthanognes

hydrognophiles

Mthanogense

Acidogense

Actogense

CO2+H2

CH4CO2+CH4

Hydrolyse

Monomres

Macro-molcules

Carbone Organique

100 %

10%

Biogaz (CH4 + CO2)

PRINCIPE DE LPURATION BIOLOGIQUE ANAROBIE

HYDROLYSE ET ACIDOGENESE

Bactries impliques : Clostridium, Ruminococcus, Bacillus, Escherichia,

Bacterodes, Enterobacter, ...

Hydrolyse

Macromolcules Molcules simples

Acidognse

AGV, Acide lactique, Alcools, CO2, H2

BACTERIES HOMO-ACETOGENES

C6H12O6 3 CH3COO- + 3 H+ G0 = -311 KJ/raction

4H2 + 2HCO3- + H+ CH3COO

- + 4 H2O G0 = -105 KJ/raction

Bactries impliques : Clostridium, Acetobacterium, Sporomusa...

BACTERIES SYNTROPHES

Bactries impliques :

Syntrophobacter, Syntrophomonas, Syntrophospora et Syntrophus.

Type de raction Ractifs Produits Energie libre*

(KJ/raction)

G ' G'

Oxydation dacide gras Propionate +3H2O Actate + HCO3- + H+ + 3H2 +74 -1

Oxydation dalcool Ethanol + H2O Actate + H+ + 2H2 +2 -44Oxydation dacide amin Alanine + 3H2O Actate + HCO3

- + H+ + NH4+ + 2H2 +8 -38

Oxydation de compos

aromatique Benzoate + 7H2O 3 Actate + HCO3- + H+ + H2 +53 -16

* G ' : conditions standard, pH7, 25 C ; G' : conditions identiques lexception de pH2=10-4 atm.

LE TRANSFERT INTER-ESPECES DHYDROGENE

ARCHAEA METHANOGENES

Mthanognes actoclastes

Methanosarcina et Methanosaeta (Methanothrix)

CH3COO- + H2O CH4 + HCO3

- G'=-31 KJ

Mthanognes hydrognophiles

Methanobacterium, Methanococcus, Methanomicrobium, Methanogenium,...

HCO3- + 4H2 + H

+ CH4 + 3H2O G'=-135,6 KJ

4HCOO- + H2O + H+ CH4 + 3HCO3

- G'=-130 KJ

ARCHAEA METHANOGENES

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PhylogeneticTree.png

INFLUENCE DES CONDITIONS PHYSICO-CHIMIQUE

SUR LA DIGESTION ANAEROBIE

pH

Neutralit

Temprature

Msophile (35-40 C) ou thermophile (55-60 C)

Potentiel d oxydo -rduction

Anarobiose stricte : -300 -330 mV

Facteurs nutritionnels

Macro-lments : C:N:P = 150:4:1

Micro-lments : Fe, Ni, Mg, Ca, Na, Co

LA MTHANISATION DES EFFLUENTS

Spcificits

Adapte pour des concentrations leves (>2500 mgDBO) Convient pour ERI, ERU pays chaud Optimal 35 C Faible rendement en biomasse (0,1 0,2 kgMVS.kgDBO

-1)

Biogaz (70% CH4) valorisable, autonomie nergtique

Taux de croissance faible : dmarrages longs Sensibilit aux perturbations (surcharges, chocs pH)

La mthanisation est une voie de dpollution relativement peu dveloppe en France par

les traiteurs deau.Elle revient la mode priodiquement pour des raisons diverses :

- nergtiques (annes 80)

- conomiques (annes 90: abattement de pollution en ERI)

- cologiques (depuis 98): nergie renouvelable, hyginisation des boues dpuration, rduction des boues dpuration.- nergtiques depuis 2006: augmentation du prix de rachat de llectricit produite partir de biogaz

Cellules libres:

CONTACT

ANAEROBIE

R

S

EG

REACTEUR

COMPARTIMENTE

E

S

G

LES TECHNOLOGIES DE LA MTHANISATION

REACTEUR

A LIT DE BOUES

(UASB)

G

E

S

E: entre effluent, S: sortie effluent, G: biogaz, R: recyclage


UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET (UASB) REACTOR

http://www.paques.nl/en/biopaq_uasb_anaerobic_treatmenthttp://www.uasb.org/discover/agsb.htm#uasb

UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET (UASB) REACTOR

Charge volumique : 10 25 kgDCO/ m3.jour

Vitesse de dcantation des granules leve : 20-50 m/h

Forte densit de biomasse : 20-50 kgMVS/m3

SVI < 20ml/g

Hauteur : 4-6 m

Vitesse ascensionnelle du liquide : 0,5-2 m/h

Brasserie (Belgique), 600 m3/j

Procd Seghers

EXPANDED GRANULAR SLUDGE BED (EGSB) REACTOR

http://www.veoliawaterst.com/biobed-egsb/fr/

EXPANDED GRANULAR SLUDGE BED (EGSB) REACTOR


Vitesse de dcantation des granules trs leve : 60-100 m/h

Hauteur : 12 18 mtres

Vitesse ascensionnelle du liquide : 5-6 m/h

Auto-nettoyage du sparateur triphasique

http://www.veoliawaterst.com/biobed-egsb/fr/

http://www.pulpandpaper-technology.com/contractors/environmental/paques/

INTERNAL CIRCULATION (IC) REACTOR

INTERNAL CIRCULATION (IC) REACTOR


Hauteur : jusqu 25 m mtres

Vitesse ascensionnelle du liquide : 10-20

m/h en bas, 2-10 m/h en haut

http://www.pulpandpaper-technology.com/contractors/environmental/paques/

http://www.uasb.org/discover/granules.htm#granules

GRANULES ANAROBIES

GRANULES ANAROBIES

Substrat : actate (Methanosaeta) Substrat : saccharose (mixed

culture)


granulaire flocculante disperse

DCANTATION DE BOUES ANAROBIES


MODELISATION

Vers la prise en compte de la complexit

microbiologique

Damien Batstone, University of Queensland, Australia


Cellules fixes:

REACTEUR A

LIT FIXE

(FILTRE ANAEROBIE)

R

E

S

G

BIOFILTRE ANAROBIE


REACTEURS

A LIT MOBILE

Lit fluidis ascendant Lit turbul inverseLit fluidis inverse

E

E

E

S S

S

GG

G

RR

R(gaz)

LIT FLUIDIS, GAS-LIFT

Augmentation de la surface disponible (support granulaire ou granules) Support mis en mouvement Pas de colmatage Contrle possible des biofilms (hydrodynamique)

Racteur fortes

contraintes

Racteur faibles

contraintes

1

234

5

6

7

89

1011

12

13

14

15

16

200 m

200 m

BIOFILM ANAEROBIE

CARACTRISTIQUES GNRALES DES DIGESTEURS

Temprature

msophile (35 C) : contrle ncessaire

pH

- Neutralit

- Pouvoir tampon du milieu ou ajustement (soude, chaux)

Stabilit

- suivi des Acides Gras Volatils (surcharges)

- suivi de la teneur en H2 du biogaz

- dveloppement de systmes de conduite automatise

- ncessit de contrler les apports (N, P, oligo-lments)

Acidification

Selon les substrats (sucres ou riches en sulfates),

un bac tampon en tte du mthaniseur peut tre utilis

comme racteur dacidification, cela limite les fluctuationsde pH, ainsi que la prolifration des bactries fermentaires

acidognes dans le racteur.

Biogaz

- valorisable en place (chaudires, cognration, injection du gaz dans le

rseau)

- combustion (torchres)

Dmarrage des digesteurs

- ensemencement massif pour les cellules libres

- boues acclimates, digesteurs ERU, lisiers (porcs, bovins)

- plus dlicat pour les cellules fixes (adhsion)

- augmentation progressive de la charge

CARACTRISTIQUES GNRALES DES DIGESTEURS

PERFORMANCES DES DIGESTEURS

Cintique de la mthanisation

0,1 2 kgDCO.kgMVS-1.j-1

Yx/s= 0.05 1 kgMVS.kgDCO-1

YCH4=0,3 m3

CH4. kgDCO-1

X (kgMVS.m-3) Cv (kgDCO.m-3.j-1) TSH (j)

Contact 5-20 1-5,5 5-10

Filtre 10-30 10-15 1-5

Lit fluidis 40-50 30-40 0,2-2

UASB 20-40 15-25 0,5-4

Performances des digesteurs industriels

Potentialits des racteurs aux fortes charges

Racteurs lit mobiles: > 100 kgDCO.m-3.j-1

Problmes hydrodynamiques (biogaz, dtachement biofilm)

Exemple

Usine Euroserum (schage de lactosrum) rejette

2500 m3.j-1 deffluent 4,3 kgDCO.m-3. Le traitement est ralis

dans 2 racteurs lit fluidis de 300 m3 chacun. Le biogaz

gnre de la vapeur deau utilise dans le procd, ce quientrane une conomie de 90 000 /an pour linstallation.

PERFORMANCES DES DIGESTEURS

Traitement Bio

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