Faisabilité du procédé de boues granulaires aérobies en vue de déphosphatation biologique des eaux usées agroalimentaires - Modélisation et Expérimentation -

Le Centre de Traitement de la Biomasse de la Montérégie (CTBM) traite des eaux usées et des boues organiques provenant principalement de l'industrie agroalimentaire qui sont très riches en nutriments. Dans la perspective de maximiser la récupération de ressources de l'eau et de diminuer la quantité des produits chimiques utilisés au CTBM, ce projet a été effectué pour l'objectif principal de déterminer le potentiel de la déphosphatation biologique (bio-P) et de la récupération de phosphore par le procédé de boues granulaires aérobies (BGA). La faisabilité de ce projet a été validée à l'aide de BioWin – un logiciel de modélisation des eaux usées - ainsi qu'un dispositif expérimental incluant un réacteur biologique séquentiel à boues granulaires aérobies (RBS/BGA). Le projet comportait de quatre volets. Le premier volet a consisté en la réalisation d'une revue littérature afin de connaître l'état de l'art du procédé BGA; de mieux comprendre ses mécanismes et ses applications; de concevoir un système RBS/BGA à l'échelle en laboratoire en vue de bio-P; et de prédéterminer la faisabilité de la modélisation de ce procédé à d'aide du logiciel BioWin. Le deuxième volet a consisté en une analyse détaillée de la base de données du CTBM, révélant la grande variabilité des caractéristiques d'affluent actuel de CTBM, non seulement au cours d'une année sinon d'une année à l'autre. Les concentrations représentatives de l'affluent du CTBMIberville et les fractionnements de DCO, d'azote, de phosphore sont déterminés. Parallèlement une analyse de la filière de traitement existante et future est réalisée en vue de comprendre l'opération et le contrôle des filières. Le bassin RBS 32 (370 m3) dans la filière de traitement actuelle est identifié comme l'emplacement idéal pour réaliser le procédé BGA.

Abstract

The Montérégie Biomass Treatment Center (CTBM) treats wastewater and organic sludge mainly from the food industry, which is very rich in nutrients. With the perspective to maximizing the recovery of water resources and reducing the amount of chemicals used at the CTBM, this project's objective was to determine the potential of biological phosphorus removal (bio-P) and recovery by the aerobic granular sludge process (AGS). The feasibility of this project was validated using BioWin – a wastewater modeling software - as well as a lab-scale system including a sequencing batch reactor with aerobic granular sludge (SBR/AGS). The project had four components. The first part consisted of carrying out a literature review in order to: establish the state of the art of the AGS process; better understand its mechanisms and applications; design a lab-scale SBR/AGS system for bio-P; and determine the feasibility of modeling this process using the BioWin software. The second part consisted of a detailed analysis of the CTBM database, which revealed the enormous variability in CTBM's current influent characteristics, not only within a year, but also from year to year. The representative concentrations of the CTBM-Iberville influent and the COD, nitrogen and phosphorus fractions were determined. At the same time, an analysis of the existing and future treatment processes was carried out in order to understand their operation and control. The “RBS 32” (370 m3) basin, already part of the current treatment process, was identified as the ideal location to carry out the AGS process.