Récupération de la matière organique biodégradable présente dans l'effluent d'un MBBR à forte charge

Les procédés de traitement des eaux usées à forte charge suscitent un grand intérêt puisqu'ils permettent d'améliorer le bilan énergétique des stations de récupération des ressources de l'eau (StaRRE) pour leur conception ou leur mise à niveau. Le processus de digestion anaérobie permet la valorisation énergétique de la matière organique des boues d'épuration et la production de boues stabilisées, nommées digestat ou biosolides, qui peuvent être réutilisées pour épandage en agriculture. La chaîne de traitement secondaire proposée dans ce projet est composée d'un bioréacteur à lit mobile opéré sous forte charge (high-rate moving bed biofilm reactor; HR-MBBR) pour biotransformer la matière organique biodégradable colloïdale et soluble en matière particulaire suivi d'un procédé de séparation physico-chimique pour récupérer la matière particulaire et une partie de la matière colloïdale. Un procédé biologique opéré sous forte charge à un faible temps de rétention hydraulique s'occupe principalement des fractions colloïdale et soluble de la matière organique en laissant pratiquement inchangée la fraction particulaire, dont s'occupe le procédé de séparation en aval. Les boues biologiques d'un HR-MBBR sont reconnues comme ayant une faible décantabilité, rendant leur récupération ardue. Ainsi, le procédé de séparation en aval doit être suffisamment efficace afin d'atteindre les critères de rejet d'un traitement secondaire.

Abstract

High-rate processes are receiving great interest due to their potential to favor the energy balance of water resource recovery facilities (WRRFs) either for their design or retrofit. Anaerobic digestion is a process that allows the valorization of organic biodegradable matter contained in sludge into biogas. This process also produces a stabilized sludge named digestate or biosolids that can be reused for agriculture purposes. This project proposed a secondary treatment train composed of a high-rate moving bed biofilm reactor (HR-MBBR) to biotransform colloidal and soluble biodegradable organics into particulate matter followed by an enhanced and compact physico-chemical separation process to recover mainly particulate organics and a part of the colloidal matter. A high-rate biological process operated at a low hydraulic retention time aimed at transforming colloidal and soluble fractions of organic matter into a particulate fraction for recovery by downstream separation process. The HR-MBBR effluent solids are known for their poor settleability, therefore requiring an efficient separation process downstream to ensure their recovery and to meet the effluent discharge regulations.