10 avantages de l'utilisation des membranes MBR dans le traitement de l'eau

La technologie des bioréacteurs à membrane (MBR) est couramment utilisée lorsque le traitement des eaux usées exige une qualité d'effluent garantie avec un encombrement minimal. Elle combine un traitement biologique et une filtration membranaire : la membrane retient la biomasse et les matières en suspension, tandis que les micro-organismes traitent les polluants biodégradables.

Dans un projet industriel, municipal, commercial ou décentralisé, la performance d'une membrane n'est pas le seul facteur à prendre en compte. Le prétraitement, l'aération, la charge de la membrane, la stratégie de nettoyage et les caractéristiques des eaux usées sont autant d'éléments importants. Lors de la collaboration avec le fournisseur du système de traitement des eaux, il est essentiel de veiller à ce que ces éléments fonctionnent de manière intégrée ; pour ce faire, il est recommandé de choisir un fournisseur expérimenté.

Un fabricant compétent de systèmes de traitement de l'eau sera en mesure de trouver la surface de membrane, les pompes, les réservoirs, les commandes et les étapes de traitement adaptés aux circonstances réelles, et un système de traitement de l'eau sur mesure peut être utilisé pour les espaces limités, les débits variables ou les objectifs de réutilisation.

Découvrons 10 avantages concrets des membranes MBR dans le traitement de l'eau.

Comment fonctionnent les membranes MBR dans le traitement de l'eau

Un bioréacteur à membrane (MBR) est un réacteur biologique dans lequel des micro-organismes éliminent la matière organique biodégradable. La liqueur mixte entre ensuite en contact avec des membranes de microfiltration ou d'ultrafiltration. L'eau est filtrée à travers la membrane tandis que les boues activées et les matières en suspension sont retenues dans le réacteur.

Ce système remplace le clarificateur secondaire utilisé dans de nombreuses stations d'épuration à boues activées classiques. Il présente l'avantage d'améliorer le contrôle de la rétention de biomasse et la clarté de l'effluent, la séparation n'étant plus principalement basée sur la décantation gravitaire.

10 avantages clés des membranes MBR

1. Faibles concentrations constantes de matières en suspension

La membrane du bioréacteur à membrane (MBR) a pour fonction d'empêcher le contact entre la liqueur mixte et l'eau traitée. Le terme « retient » est techniquement incorrect dans ce contexte. La membrane retient les matières solides.

Cela permet de garantir que l'effluent est toujours clair et s'avère bénéfique lorsque les équipements en aval sont sensibles aux matières solides ou lorsque les exigences de qualité des rejets d'effluents sont stables.

2. Empreinte de processus réduite

Un traitement biologique classique, tel que le procédé à boues activées, doit généralement être suivi d'une étape de clarification secondaire. Cependant, ces grands bassins de décantation ne sont pas toujours nécessaires avec un bioréacteur à membrane (MBR), une méthode de séparation solide-liquide utilisant des membranes.

3. Meilleure rétention de biomasse

Avec les membranes MBR, les boues activées restent au sein du système biologique et ne sont pas rejetées avec l'eau traitée. Ceci est possible avec une concentration de biomasse plus élevée que dans de nombreux systèmes de clarification.

Cela permet d'obtenir une capacité de traitement biologique plus importante par unité de volume de réacteur et offre une flexibilité accrue pour le dimensionnement et le chargement du réacteur lors de la phase de conception.

4. Meilleur contrôle du temps de rétention des solides

Le bioréacteur à membrane (MBR) permet une meilleure séparation du temps de rétention des solides (SRT) et du temps de rétention hydraulique (HRT) que les systèmes de clarification conventionnels. L'eau peut circuler librement et les micro-organismes peuvent survivre dans le réacteur beaucoup plus longtemps.

Cela réduit le temps de séjour hydraulique nécessaire pour atteindre les objectifs de traitement biologique souhaités tout en maintenant une population microbienne souhaitable.

5. Moins de dépendance à la décantation des boues

De bonnes caractéristiques de décantation des boues sont importantes pour les clarificateurs secondaires. L'entraînement de matières solides peut augmenter en raison du foisonnement, de perturbations hydrauliques ou d'une modification de la composition des eaux usées.

Bien que les membranes MBR ne dispensent pas du contrôle biologique, la séparation finale est nettement moins dépendante de la décantation. Ceci offre une barrière plus fiable face à la variabilité des boues.

6. Meilleure préparation à la réutilisation de l'eau

L'effluent du bioréacteur à membrane (MBR) pourrait constituer un flux d'alimentation très performant pour les systèmes de réutilisation, car une grande partie des matières en suspension est déjà éliminée. Il peut ensuite être soumis à une désinfection, un traitement au charbon actif, une osmose inverse ou un autre procédé de finition.

Cette approche par étapes est importante car l'irrigation, le refroidissement, l'eau de process et les applications à haute pureté ont des objectifs de qualité d'eau différents.

7. Meilleure utilisation du volume du réservoir existant

Le bioréacteur à membrane (MBR) peut s'avérer une solution intéressante pour la rénovation d'installations existantes, notamment lorsqu'il est difficile d'intégrer de nouveaux bassins biologiques ou clarificateurs. Grâce à des concentrations de biomasse plus élevées, il est parfois possible d'utiliser le volume de réacteur existant à une intensité supérieure.

Des vérifications restent nécessaires concernant la capacité hydraulique, le transfert d'oxygène, la conception des bassins à membrane, le prétraitement, la tuyauterie et la gestion des boues dans le cadre d'une modernisation. L'avantage est que l'intensification du procédé n'implique pas nécessairement un agrandissement du site.

8. Extension modulaire simplifiée

Par nature, les systèmes membranaires sont modulaires. Les concepteurs peuvent déterminer le nombre d'éléments/skids membranaires en fonction du débit, de la charge et du flux opérationnel, et prévoir une marge pour les extensions futures.

QILEE fournit des systèmes de membranes MBR à fibres creuses et des configurations de membranes modulaires pour les applications municipales, industrielles, décentralisées et de réutilisation de l'eau.

9. Convient aux traitements emballés et conteneurisés

Les systèmes de traitement préfabriqués ou conteneurisés conviennent aux bioréacteurs à membrane (MBR), car le traitement biologique et la séparation membranaire peuvent être intégrés dans une chaîne de traitement compacte. En amont de la distribution, les pompes, les surpresseurs, les modules de membrane, l'instrumentation et les systèmes de contrôle peuvent être intégrés.

De plus, QILEE intègre également MBR dans des systèmes combinés avec d'autres technologies de traitement des eaux usées lorsque cela est nécessaire pour effectuer un prétraitement ou un polissage.

10. Flexibilité en termes d'intégration avec les autres étapes du traitement.

Le bioréacteur à membrane (MBR) peut être utilisé pour les eaux usées biodégradables, mais il ne s'agit pas d'une solution universelle. Parfois, avant ou après la phase biologique, il peut être nécessaire de traiter des huiles, des concentrations élevées de matières en suspension, des composés toxiques, des sels dissous ou des composés industriels particulièrement difficiles à traiter.

En fonction du type d'eaux usées, le MBR peut être couplé à un tamisage, un traitement chimique, une flottation à air dissous, une ultrafiltration, une nanofiltration, une osmose inverse, une désinfection et une déshydratation des boues.

Choisir un fournisseur de système de traitement d'eau pour un projet MBR

Un fournisseur de systèmes de traitement des eaux usées doit commencer par analyser les caractéristiques des eaux usées, et non par choisir un système de filtration membranaire standard. Les principaux paramètres de conception sont le débit moyen, le débit de pointe, la charge en DCO, la charge en DBO, la teneur en matières en suspension, la température, le pH, la teneur en huiles, les nutriments, les exigences de rejet des effluents, les objectifs de réutilisation et l'espace disponible.

Ensuite, le flux membranaire, la demande de nettoyage à l'air, la pression transmembranaire, le nettoyage, le prétraitement, l'instrumentation, le gaspillage des boues et la redondance doivent être pris en compte dans le cadre de la conception.

Outre l'ultrafiltration (UF), la nanofiltration (NF), l'osmose inverse (OI) et d'autres procédés de traitement des eaux usées, Traitement de l'eau QILEE Notre gamme de produits comprend des membranes MBR et des systèmes membranaires intégrés. La technologie MBR peut ainsi être considérée comme faisant partie d'une chaîne de traitement complète plutôt que comme une étape de traitement isolée, notamment lorsque plusieurs étapes sont nécessaires.

Conclusion

Les membranes MBR sont particulièrement efficaces pour les projets qui nécessitent une élimination garantie des matières en suspension, un espace au sol minimal, la rétention de la biomasse ou une base solide pour la réutilisation de l'eau.

Le bioréacteur à membrane (MBR) n'est pas sans entretien. Ses performances tout au long de son cycle de vie sont affectées négativement par l'encrassement, l'énergie d'aération, le nettoyage périodique, le prétraitement, la planification du remplacement et les compétences de l'opérateur.

C’est pourquoi le choix d’un fournisseur de systèmes de traitement d’eau, d’un fabricant expérimenté ou d’un système sur mesure doit toujours reposer sur des données réelles relatives aux eaux usées brutes et sur des objectifs de traitement clairement définis. La technologie MBR peut constituer une plateforme robuste et flexible pour le traitement des eaux usées si le choix des membranes est associé à une conception biologique adaptée aux cas d’utilisation spécifiques.