BIOREACTEUR A MEMBRANES ULTRAFOR® Chrystelle Langlais Degrémont 15 Octobre 2004

Les BioRéacteurs à Membranes (BRM) BioRéacteur : Oxydation biologique de la pollution + Membranes : barrière physique pour la séparation de l ’eau épurée et des matières en suspension = BioRéacteur à Membranes : Synergie

Les BioRéacteurs à Membranes (BRM) Système externe Système immergé Flux : 15 to 50 L/h.m2 .t°C TMP : < 500 mbar Vmodule : air lift

L’expérience Degrémont Depuis 1993 … Système immergé Système externe

Les spécificités Qualitatif : Quantitatif : Membrane = barrière physique Qualité de l’eau constante Quantitatif : Possible colmatage de la membrane Possible diminution du débit

Le colmatage de la membrane Phénomènes et paramètres affectant le colmatage des membranes en applications municipales (Stowa data)

BRM : Une synergie entre la boue biologique et la membrane Des paramètres clés Débris Prétraitement adéquat Filtrabilité de la boue Phase aqueuse Taille des pores : UF versus MF Stratégie de lavage Design du réacteur biologique Hydrodynamique BRM : Une synergie entre la boue biologique et la membrane Approche “filière de traitement” Technologie membranaire

Aérateurs intégrés à la cassette ULTRAFOR® Degrémont  La technologie membranaire Zenon® Fibre Creuse, peau externe, structure interne renforcée 0,04 µm nominal - 0,1 µm absolu Module 31,5 m² Cassette 24 à 48 modules soit 756 à 1 512 m² de surface de filtration par cassette Collecteur de perméat Module = Faisceau de membranes Aérateurs intégrés à la cassette

ULTRAFOR® Degrémont Vue générale du bassin Connection des cassettes

La maîtrise du colmatage de la membrane Faible pression Fonction air « Membrane » Agitation Filtration pseudo tangentielle Cycle de filtration Rétrolavages fréquents Nettoyages Nettoyages de maintenance Rétrolavage in situ Réactifs: NaOCl / acide citrique Hebdomadaire Lavages chimiques 1 à 3/an

ULTRAFOR® Degrémont  Design du réacteur Biologique Conc. de la liqueur mixte Age de boue Charge massique appliquée Production de boues 8 - 12 g/l 8 - 30 jours 0.05 à 0.25 kg DBO5/kg MV.j (concentration de la boues) Faible (âge de boues) L’augmentation de la concentration de boue … + :  Volume du bioréacteur - :  Flux de filtration sur les membranes  Demande volumétrique en oxygène  Coefficient de transfert d’oxygène

Le prétraitement adéquat  Débris ou « fibres » Cheveux, poils, cellulose Très faiblement biodégradable Naturellement présent dans les ERU BRM – Débris : un couple impossible !

Le prétraitement adéquat  Procédure d’analyse Quantifier les flux de fibres Simulation : Phénomène de concentration au sein d’un BRM Zone technico-économique de fonctionnement FCV augmente  Age des boues  Temps de Rétention Hydraulique  Stratégie de tamisage Effluent : ERU, liqueur mixte, ERU + liqueur mixte Débit(s)  Choix technologiques : Sélectivité du tri « fibres / pollution biodégradable » Type de maille, taille, …

Qualité de l’effluent (cas urbain) < 5 mg/l (< 1 mg/l) < 0.5 NTU < 30 mg O2/l < 5 mg O2/l (< 1 mg O2/l) < 1 mg/l < 10 mg/l (< 3 mg/l) < 0.3 mg/l 1 - 3 < 100 UFC/100ml < 10 UFC/100 ml retenus Liqueur mixte Eau traitée MeS Turbidité DCO DBO5 N-NH3 Ntotal Phosphore SDI Coliformes totaux Coliformes fécaux Œufs d’helminthes

 Faible production de boues Domaines d’application  Modulable  Compact BRM®o Eau résiduaire municipale Réseau séparatif Eau résiduaire industrielle  Faible production de boues  Qualité de l’effluent Rejet en zone sensible Réutilisation directe Prétraitement (RO, …) Enfin les rendements épuratoires poussée tant sur la pollution organique qu ’azotée et la production d ’un effluent désinfectée permet  « Simple »

Process « simple » Cl2 Décantation primaire Clarification Boues activées Filtre à sable Désinfection UF Pré- traitement BRMo Pré- traitement Pour une qualité d ’eau comparable à celle d ’un effluent tertiairedésinfecté

ULTRAFOR® Degrémont  Applications de REUSE Mojorable (Espagne) Jinamar (Espagne) Cubbon Park (Inde) Firgas (Espagne)  Environnement sensible & Compacité Grasse (France) SNEMBG (Martinique, ERI) Restaurant, Glacier 3000 m

ULTRAFOR® : Grasse Débit moyen : 4 000 m3/j Débit de point : 1 200 m3/h Restaurant, Glacier 3000 m

ULTRAFOR® : Les Diablerets Restaurant, Glacier 3000 m Switzerland