Réacteur biologique séquentiel (SBR)
1.SBR
Les processus biologiques SBR sont utilisés pour traiter les eaux usées avec un débit et un régime de rejet discontinu, qui présentent d’importantes variations de charge polluante. Un système SBR combine les étapes de remplissage, de purification et de décantation de manière séquentielle dans un seul réacteur. La conception séquentielle permet une sélection naturelle des micro-organismes adaptés. Un processus SBR peut être conçu dans un seul réacteur, ou avec deux ou plusieurs réacteurs fonctionnant en parallèle et en alternance.
2.REMPLISSAGE
Introduction des eaux usées dans le réacteur. Elle s’effectue sans mélange ni aération. L’eau est introduite à un point proche du fond du réservoir, ce qui fait qu’elle traverse la couche de boue en entrant en contact préliminaire avec les micro-organismes et se mélange de manière homogène.
3.AÉRATION
Phase aérobie, période en batch avec apport d’air pour l’élimination biologique des matières organiques. La phase d’aération permet l’élimination biologique des matières organiques par oxydation et la nitrification de l’ammonium NH4+, qui est oxydé en nitrate NO3-. La durée de la phase d’aération dépend de la composition des eaux usées et des niveaux d’élimination des polluants requis. L’aération est contrôlée par la concentration en oxygène et le potentiel redox.
4.ANOXIQUE
Phase de dénitrification, période en batch avec agitation mais sans apport d’air pour l’élimination biologique du nitrate. Cela crée des conditions anoxiques permettant la réduction du nitrate NO3- en azote gazeux N2 et, par conséquent, son élimination de l’eau.
5.SÉDIMENTATION
Période en batch sans agitation ni aération pendant laquelle les boues se déposent au fond du réacteur.
6.DÉCHARGE
Extraction d’une partie de l’effluent clarifié jusqu’au volume minimal de réserve conçu pour le réacteur.
7.EAU
Évacuation de l’eau clarifiée de la partie supérieure du réacteur.
8.BOUE
Les boues en excès peuvent être extraites du fond du réacteur, où elles présentent une très forte concentration en solides. La recirculation des boues n’est pas nécessaire, car la concentration de biomasse à l’intérieur du réacteur est maintenue grâce aux cycles d’exploitation.
Traitement des eaux usées par technologie SBR (réacteur biologique séquentiel)
Dans un système biologique SBR (Séquential Biological Reactor), toutes les étapes du traitement biologique par boues activées sont réalisées dans un seul bassin. Lorsque les conditions sont optimales, ce procédé permet également d’éliminer des contaminants tels que l’azote et le potassium.
Un réacteur biologique séquentiel produit une eau épurée de bonne qualité, qui peut être réutilisée ou rejetée dans l’environnement.
AGUA SIGMA possède une grande expérience dans la conception et la fabrication de ce type d’équipements, particulièrement adaptés au traitement des eaux usées provenant d’industries à débit et régime de rejet discontinus, pouvant présenter ou non d’importantes variations de charge polluante.
Les réacteurs SBR ont de nombreuses applications :
- Eaux usées municipales
- Industrie vinicole et distilleries
- Lixiviats de décharges
- Tanneries
- Eaux usées hypersalines
- Industrie papetière
- Industrie laitière
- Abattoirs et élevages avicoles
Il est important de noter que le système SBR est un traitement discontinu. Ainsi, pour une exploitation en continu, il est nécessaire de disposer de deux bassins fonctionnant en parallèle, ce qui implique une exploitation plus complexe.
Avantages du système SBR :
- Flexibilité de fonctionnement : s’adapte aux variations de débit.
- Coûts de construction et d’exploitation réduits comparés aux systèmes conventionnels.
- Élimination des nutriments et de la matière organique : efficace pour éliminer les polluants.
Ligne de traitement
Prétraitement
Un traitement primaire est nécessaire pour éliminer les polluants les plus grossiers : solides en suspension de grande taille, huiles, graisses, et déchets susceptibles d’obstruer ou d’endommager les équipements de la station.
Les équipements les plus courants pour cette étape sont : grilles, tamis, dégraisseurs, dessableurs et flottateurs DAF.
Traitement secondaire
Le traitement SBR réalise l’ensemble du processus de traitement secondaire dans un seul réacteur. Les procédés SBR combinent les phases de remplissage, traitement biologique et décantation de manière séquentielle.
Le design séquentiel favorise une sélection naturelle des microorganismes adaptés. Le système peut fonctionner avec un seul réacteur ou plusieurs réacteurs en parallèle, fonctionnant alternativement.
Schéma du traitement des eaux usées par SBR
Le processus SBR se divise en cinq phases opérationnelles :
PHASE 1 : REMPLISSAGE
Introduction des eaux usées dans le réacteur, sans agitation ni aération. L’eau est injectée près du fond du bassin, traversant la couche de boue et entrant en contact avec les microorganismes, ce qui favorise un mélange homogène.
PHASE 2 : AÉRATION
Traitement biologique aérobie. L’air est injecté pour fournir l’oxygène nécessaire aux bactéries aérobies pour dégrader la matière organique biodégradable.
Cette phase permet aussi la nitrification de l’ammonium (NH4+) en nitrate (NO3−).
Sa durée dépend de la composition des eaux usées et du niveau d’épuration requis, et doit donc être calculée spécifiquement. L’aération est contrôlée via la concentration d’oxygène dissous et le potentiel redox.
PHASE 3 : ANOXIQUE
Cette étape permet la dénitrification : l’agitation est maintenue mais l’aération est arrêtée pour créer un milieu anoxique. Dans ces conditions, les nitrates (NO3−) sont réduits en azote gazeux (N2), qui est ensuite évacué.
PHASE 4 : SÉDIMENTATION
Phase équivalente à une décantation conventionnelle. L’aération et l’agitation sont arrêtées pour favoriser la décantation des boues actives au fond du réacteur.
PHASE 5 : DÉCHARGE
Pompage de l’effluent clarifié depuis la partie supérieure du bassin jusqu’au volume de réserve minimum prévu.
Les boues excédentaires, riches en solides, sont extraites du fond. Aucune recirculation n’est nécessaire, car la concentration de biomasse maintient l’âge des boues souhaité à travers les cycles.
Le procédé SBR est très efficace en termes d’espace et d’énergie, car toutes les étapes de traitement se déroulent dans un seul bassin.