Traitement biologique : MBBR

Présentation du procédé

Le procédé MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) est un procédé de traitement biologique combinant une biomasse fixée sur support (garnissage) et une biomasse libre. Ce procédé permet de travailler à des charges volumiques élevées.
Le processus MBBR est basé sur le principe d’un biofilm actif se développant sur le matériau en plastique spécialement conçu et mis en suspension dans les réacteurs. Le processus présente les avantages des process par boues activées et des process par biofilms (biofiltres par exemple) sans être freiné par leurs inconvénients.

Le réacteur aéré MBBR utilise, comme le processus de boues activées, l’ensemble du volume d’un réservoir. Il est défini comme processus à culture fixée car la biomasse se développe sur un support fixe qui de plus se déplace librement à l’intérieur du réacteur. Ces derniers sont retenus par un système de tamis à l’intérieur du réacteur.

Cette technologie permet de s’affranchir de la recirculation des boues, la biomasse active restant fixée sur le matériau. Seul l’excédent de boue est évacué vers la clarification.

Exemple d’une file de traitement composée de deux réacteurs MBBR

Le support est de densité inférieure à celle de l’eau et est mis en suspension par le système d’aération. Le garnissage est retenu à l’intérieur du réacteur par des grilles installées devant la sortie des ouvrages. La biomasse épuratrice se développe principalement sur la surface intérieure du garnissage.
Un procédé de traitement biologique MBBR comporte les équipements suivants :

Un réseau de diffusion d’air surpressé, installé sur la surface du radier. Cet air surpressé assure à la fois l’agitation du réacteur et l’alimentation en oxygène de la biomasse.

Un garnissage en suspension, formant un lit flottant et servant de support à la biomasse présentant une surface spécifique totale de 528 000 m².

Une grille métallique faisant office de barrière pour retenir le garnissage (cylindres en tôle perforée présentant environ 50% de vide).

Avantages du procédé

Le procédé MBBR est adapté à toutes applications en élimination du carbone, et s’avère particulièrement avantageux dans les cas suivants :

  • Forte tolérance aux variations de charge et aux chocs toxiques
  • Rendements d’abattement comparables ou supérieurs à ceux des traitements biologiques classiques pour des charges volumiques plus élevées
  • Simplicité de réalisation et d’exploitation
  • Possibilité de redémarrage et de récupération après les arrêts
  • Possibilité d’augmentation progressive de la capacité en modifiant le taux de remplissage jusqu’à 60 % :
    Actuellement, la charge appliquée est de 4 290 kg DBO/j pour 528 000 m² de matériaux (charge appliquée de 8,13 g DBO/m2/j avec un taux de remplissage de 55 %).
    En passant à 60 % de remplissage, la charge pouvant être traitée sera de 4 680 kg DBO/j, soit 390 kg DBO/j supplémentaires.

Configuration des réacteurs MBBR

8 bassins sont utilisés pour les MBBR. Ces bassins seront couplés 2 à 2 c’est-à-dire que la filière de traitement comporte 4 files avec 2 réacteurs en série. Les MBBR sont alimenté par lame versante via des déversoirs. Chaque file est isolable par vanne manuelle.

La liaison entre deux bassins d’une file est assurée par des grilles spécialement étudiées permettant de retenir le matériau tout en limitant la perte de charge et en évitant le colmatage.

Aération

Un réseau de rampes d’air situé sur le radier du réacteur assure l’alimentation simultanée en air process et en air de brassage de celui-ci. Les besoins en aération sont satisfaits par la mise en place de 4 surpresseurs d’air (3 + 1 secours installé) à vitesse variable, capotés, insonorisés.

L’alimentation de chaque réacteur est gérée par un automatisme. Une mesure d’oxygène dissous complétée par une mesure du potentiel d’oxydo-réduction (rH) détermine les besoins en air des réacteurs.

La température et le débit de l’air surpressé sont contrôlés sur le collecteur de refoulement de chaque surpresseur d’air process.

Évacuation des eaux traitées

En sortie de MBBR, les eaux sont collectées dans un canal. Les grilles sont raccordées à un déversoir qui maintien le plan d’eau dans les réacteurs biologiques. Les déversoirs déversent dans un canal de mise en commun traversant l’ensemble des ouvrages.