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Cultures fixées fluidisées (HU) : Différence entre versions
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Version du 22 avril 2020 à 14:14
Traduction anglaise : Moving Bed Biofilm Reactor / MBBR
Dernière mise à jour : 22/4/2020
La culture fixée est un procédé d’épuration dans lequel on met à la disposition des bactéries des supports spécifiques (tubes, disques, etc.) sur lesquels elles peuvent se fixer. On parle de culture fixée fluidisée lorsque les supports sont totalement immergés et aérés. Ce procédé est utilisable dans les micro-stations.
Pour en savoir plus sur le fonctionnement
Dans un procédé à culture fixée fluidisée, la biomasse est fixée sur de petits supports en plastique d’une taille de l’ordre d’un peu plus de 1 cm3 (voire quelques cm3), cloisonnés de façon à offrir une surface d’accrochage pour le biofilm suffisamment importante. La surface spécifique des supports est de l’ordre de 500 m2 par m3 de matériau. Le « taux de remplissage » du réacteur s’exprime en m3 de matériau support par m3 de réacteur (ordres de grandeur usuels : 60 à 65%).
Ces supports sont maintenus en suspension dans une liqueur mixte au sein de laquelle se décroche la biomasse excédentaire qui se forme à partir de la pollution dégradée. Un maintien en suspension homogène des supports est important pour garantir leur approvisionnement en oxygène. La fourniture d’oxygène s’effectue par une insufflation « fines bulles », sauf dans les éventuels compartiments assignés à la dénitrification, où l’agitation ne peut être que mécanique.
Cette liqueur mixte est ensuite dirigée vers un ouvrage de clarification qui sépare la biomasse en suspension de l’eau épurée (clarificateur - statique ou lamellaire -, flottateur, voire filtration sur toiles). L’ajout de réactifs permettant une floculation des boues est généralement prévu.
Une grille située en sortie du réacteur biologique évite le départ des supports vers l’ouvrage de clarification. Cet équipement doit être bien conçu et bien positionné, sous risque d’assister à des départs de matériau support.
Il s’agit un peu d’une boue activée qui serait constituée de gros flocs, mais sans recirculation des boues, ce qui est évidemment un gros avantage conceptuel et en termes d’exploitation.
Dimensionnement et évaluation des performances
Le dimensionnement du réacteur biologique se fait comme pour les cultures fixées, sur la base d’une charge journalière admissible rapportée à la surface de matériau support contenue dans le réacteur (grammes de polluant par m2 de matériau et par jour). En ordres de grandeur, on observe des charges volumiques qui se situent, selon le niveau de rejet demandé, aux alentours d’un peu moins de 0,5 jusqu’à près de 1 kg (DBO5)/j/m3.
Des niveaux de rejet proches de ceux d’une boue activée en aération prolongée peuvent être atteints. En termes de performances, l’intérêt de ce procédé réside beaucoup dans l’âge élevé de la culture fixée que l’on peut atteindre.
Ce traitement peut être précédé d’un traitement primaire ou pas. Par contre, des prétraitements complets et performants (dégrillage-tamisage à 3 mm au maximum ; dessablage-déshuilage) sont indispensables.
Si un niveau de rejet est imposé vis-à-vis de l’azote, le réacteur sera compartimenté afin d’offrir des zones spécifiques pour la nitrification et la dénitrification. Le traitement du phosphore s’effectue généralement de façon physico-chimique.
Plusieurs files en parallèle permettent à la filière de faire face à des éventuelles variations de charge et offrent des facilités de maintenance.
Ce procédé peut aussi être inséré sur une station existante à l’amont d’une boue activée devenue sous-dimensionnée.
Avantages et inconvénients de la filière
Les avantages de cette filière résident essentiellement dans :
- sa compacité, notamment par rapport à une boue activée en aération prolongée ;
- son aptitude, à la fois liée à sa nature « culture fixée » et à sa possible modularité, de faire face à des variations de charge significatives ;
- des performances épuratoires pouvant être quasiment comparables à celles des boues activées en aération prolongée ;
- une exploitation moins complexe que celle des biofiltres, comparable à celle des boues activées.
Ses inconvénients sont plus difficiles à affirmer, car il s’agit d’une filière encore en plein développement (le procédé a été mis au point en Norvège vers 1990 et les premières réalisations en France datent d’un peu avant 2010). Des améliorations en termes de consommation énergétique sont à rechercher. La production de boues se situe entre celle des boues activées en aération prolongée et celle des biofiltres.
En termes de coûts d’investissement, cette filière apparaît un peu plus chère que celle à boues activées en aération prolongée.
