1 Bioréacteur  à membranes: BRM

Le conteneur proposé ci après est un ensemble standardisé permettant l’épuration des eaux usées urbaines ou assimilables à des eaux usées urbaines.

Les BRM ZeeWeed® sont des systèmes qui utilisent les mêmes principes biologiques que les biologies conventionnelles mais où la fonction de séparation eau / solide est assurée par des membranes ZeeWeed®. Les membranes remplacent donc les clarificateurs et filtres à sable. La même fonction est assurée certes, mais de manière nettement plus performante. Les membranes ZeeWeed® d’ultrafiltration sont immergées directement dans le réacteur biologique (cuve contigüe), et séparent l’eau de toutes particules et microorganismes quelles que soient les caractéristiques de décantation de la boue activée. Dans un système conventionnel, la vitesse de décantation est liée à la concentration des boues dans la biologie. Pour un BRM ce lien n’existe plus.

Les avantages coulent de source…

  • Expérience

Le bioréacteur n’est plus au stade de l’expérimentation. Les nombreuses références belges et internationales en témoignent. Le dernier Symposium de Aix la Chapelle des 25 et 26/10/2005 conclut que le BRM est une technologie arrivée à pleine maturité.

  • Qualité d’effluent

La haute qualité de l’effluent est supérieure aux normes les plus sévères en Europe (par exemple eaux de baignades). La qualité est telle que le client pourra envisager tout type de réutilisation voire la potabilisation ! Une référence KAMPS/ZENON dans ce domaine existe en Belgique (340m³/h). 

  • Elimination de l’azote et du phosphore

Les installations BRM à membranes ZeeWeed® MBR facilitent les réactions de nitrification et dénitrification car certaines souches à faible taux de croissance sont sous contrôle absolu de l’opérateur. Ce point est extrêmement important lorsqu’en hiver les températures sont très basses. Les membranes sont parfaitement compatibles à l’ajout de chlorure ferrique, ce qui est indispensable pour l’élimination du phosphore.

  • Procédé stable

Comme le BRM ZeeWeed® est une installation qui fonctionne à partir d’une faible charge organique (charge massique), et que les membranes servent de barrières physiques aux micro-organismes, il ne peut y avoir de pollution vers la rivière et la qualité de l’effluent en plus d’être meilleure sera toujours plus constante.

  • Faible surface au sol

Le procédé BRM ZeeWeed® peut fonctionner à des concentrations en boue activées élevées car la qualité du rejet ne dépend pas de la concentration dans les bassins comme c’est le cas dans des procédés conventionnels.

1.1       Bassin tampon: zone tampon ou extension biologique

L’eau usée provient d’un bassin tampon en amont (hors fourniture) ou d’un puisard dont les dimensions sont définies par le client. L’eau est relevée par une pompe  pour être acheminée vers un tamiseur fin .

1.2       Bassin d’aération : zone biologique

 
Le bassin d’aération d’une station d’épuration constitue le réacteur dans lequel le substrat (pollution) est mis en contact avec la boue activée. Le procédé aérobique est le cœur de tout système d’épuration performant. L’oxygène nécessaire à la réaction aérobique est produit par  aérateurs de surface à vitesse lente.  Les aérateurs de surface sont moins sensibles aux hautes concentrations de boues activées que tout autre système d’aération.

2 Système d’Ultrafiltration ZeeWeed®

 
Après bio-floculation dans le bassin principal, la phase de séparation eaux- boues activées est opérée par des membranes d’ultrafiltration ZeeWeed.

2.1       Membranes et Cassettes : zone membranes

Le système d’ultrafiltration pour eaux usées ZeeWeed® est basé sur des membranes « extérieur vers intérieur » à fibres creuses immergées qui consomment peu d’énergie. La taille des pores est de 0.04 micron et assure de cette manière qu’aucune particule ne passe à travers la membrane. De plus les composants dissouts convertis en composants insolubles en amont des membranes peuvent être séparés. Les figures 1 et 2 montrent comment fonctionnent les membranes ZeeWeed®.
 
Avantages des membranes ZeeWeed® 500:
  • Pas de risque de colmatage grâce au procédé « extérieur vers intérieur »
  • Grande résistance mécanique grâce aux fibres renforcées
  • Excellente séparation liquide solide grâce à l’ultrafiltration. La taille des pores est inférieure aux plus petits microorganismes !
  • Nettoyage efficace grâce à la possibilité de rétrolavage.
  • Peu d’encombrement grâce à la densité du nombre de fibres par m³
  • Excellente résistance aux produits chimiques grâce à la haute qualité du PVDF dans lequel les membranes sont réalisées.

2.2 Extraction du perméat et rétrolavage: zone technique

 

Les différentes fonctions techniques de la station d’épuration sont rassemblées dans un local technique séparé et accessible à l’opérateur .

Les membranes ZeeWeed® 500 fonctionnent en basse pression  transmembranaire qui est induite par une pompe perméat connectée au collecteur au dessus de la cassette. Les opérations d’extraction de perméat et de rétrolavage s’alternent. L’extraction du perméat est la période de temps pendant laquelle l’eau est extraite vers la pompe perméat grâce à une faible dépression. Le rétrolavage est la période pendant laquelle l’eau filtrée est renvoyée au travers de la membrane. Cette eau chasse à ce moment les particules qui s’agglutinent à proximité de la surface membranaire.

 

Bien évidemment ce procédé conduit à un phénomène de concentration des boues et particules qui devront faire elles aussi l’objet d’une circulation pour le maintien de l’équilibre du système. La boue concentrée doit donc être renvoyée vers le réacteur biologique principal. C’est le rôle de la pompe de recirculation.

Pourquoi les membranes ZeeWeed ?

 

Aucune autre membrane au monde ne rassemble en même temps les avantages suivants :

  • Ultrafiltration : (pas de bactérie côté propre)
  • Rétrolavable : (le lavage mécanique limite très fortement la consommation de produit chimique)
  • Immergée avec air-cycling : pour une très faible consommation d’énergie et un décolmatage de type mécanique.
  • Résistante mécaniquement : pour une longue durée de vie
  • Résistante au produit chimique : pH 2-11 !!!! (pvdf)
  • Lavage chimique automatique à cuve  pleine ou vide !
  • Visualisation très facile de la surface de la membrane.

 

bioréacteur à membrane BRM