MBR conteneurisé vs boues activées conventionnelles : quelle est la différence ?

Lorsque plusieurs technologies de traitement des eaux usées utilisent des procédés biologiques similaires mais des configurations d'équipement et des paramètres de fonctionnement différents, le choix du procédé approprié peut s'avérer complexe. Le bioréacteur à membrane (MBR) et le procédé conventionnel à boues activées sont deux approches fréquemment employées.

La différence ne réside pas uniquement dans l'utilisation d'équipements plus modernes. Les deux systèmes reposent sur le recours à des micro-organismes pour le traitement des eaux usées, mais la séparation des matières biologiques solides de l'eau traitée diffère. Dans le cas des systèmes de traitement d'eau conteneurisés , cette distinction est importante car elle permet à l'acheteur de déterminer les besoins en espace, les objectifs de traitement, l'agencement du système et son fonctionnement quotidien.

En quoi un bioréacteur à membrane conteneurisé diffère-t-il d'un bioréacteur à boues activées conventionnel ?

La principale différence réside dans le processus de séparation solide/liquide.

Dans un système à boues activées classique, les micro-organismes du réacteur biologique décomposent les polluants biodégradables des eaux usées. La liqueur mixte est ensuite acheminée vers un bassin de sédimentation secondaire. Les boues se déposent, l'effluent est évacué et une partie des boues est réintégrée au processus de traitement biologique.

Une station d'épuration à bioréacteur à membrane (MBR) comprend une étape de traitement biologique, mais la séparation solide-liquide est assurée par des membranes. Les boues activées et les matières solides sont retenues par les membranes, et l'eau traitée les traverse sous forme de perméat. Ainsi, le module membranaire remplace l'étape de sédimentation secondaire pour la séparation solide-liquide.

Qu’est-ce qui change lorsque le MBR est placé dans un conteneur ?

La conteneurisation ne modifie pas le processus biologique du traitement, mais elle modifie la configuration physique et le déploiement du système de traitement.

Un bioréacteur à membrane (MBR) conteneurisé permet d'utiliser les équipements de traitement biologique, les modules de membranes, les pompes, la tuyauterie, les vannes, les instruments et les systèmes de contrôle dans un conteneur standardisé. Au lieu de construire chaque unité de traitement importante individuellement sur site, une grande partie des équipements peut être fabriquée de manière modulaire et expédiée sous forme de colis.

La gamme de produits de QILEE pour le traitement des eaux usées comprend systèmes de traitement des eaux usées conteneurisés , comme les systèmes A/O + MBR et A²/O + MBR. Ils combinent traitement biologique et séparation membranaire et sont conçus pour des applications où un système de traitement compact et intégré est avantageux.

Il y a une différence entre « MBR » et « conteneurisé » – ce dernier terme fait référence à la manière dont l'équipement de traitement est conditionné et déployé, le premier au processus de traitement lui-même.

MBR vs. boues activées conventionnelles : principales différences

La différence la plus significative réside dans l'étape de séparation qui a lieu au niveau de la membrane.

Pourquoi la méthode de séparation est-elle importante ?

La méthode de séparation peut avoir un impact sur la rétention des matières biologiques solides pendant le traitement.

Dans un système conventionnel à boues activées, le clarificateur secondaire doit présenter de bonnes caractéristiques de décantation afin d'empêcher les matières biologiques de se retrouver dans l'effluent traité. Les caractéristiques des boues, les conditions d'écoulement hydraulique et les performances de décantation peuvent donc influencer l'étape de clarification.

Un bioréacteur à membrane (MBR) utilise des membranes comme barrière physique. La membrane retient les boues activées et les matières en suspension tout en laissant passer l'eau traitée. Une conception et un fonctionnement appropriés du système permettent d'obtenir des niveaux très faibles de matières en suspension et de turbidité dans l'eau traitée.

Cette différence influe également sur la conception de l'installation. Un bioréacteur à membrane (MBR) ne nécessite pas de clarificateur secondaire traditionnel pour atteindre le même objectif de séparation solide-liquide ; l'installation de traitement peut donc être plus compacte.

Quel système nécessite le moins d'espace ?

Lorsqu'une station d'épuration des eaux usées doit être installée dans une installation existante ou sur un site exigu, l'espace disponible peut être un facteur déterminant.

Un bioréacteur à membrane (MBR) permet de réduire l'espace nécessaire à l'étape de clarification, et la conteneurisation permet d'intégrer plusieurs unités de traitement dans une unité standardisée. QILEE présente ses systèmes MBR conteneurisés comme des solutions compactes et propose des conteneurs standard de 20 et 40 pieds pour différentes capacités de traitement.

Un équipement plus petit ne signifie pas pour autant qu'aucun aménagement du site n'est nécessaire. Il faudra toutefois prévoir de l'espace pour les raccordements, les services publics, l'accès, le prétraitement si nécessaire, la gestion des boues et la maintenance.

La question ne se limite donc pas à la taille réduite du bioréacteur à membrane (MBR). Les acheteurs doivent évaluer l'ensemble du plan de traitement nécessaire en fonction du débit et des objectifs spécifiques de leurs eaux usées.

Qu’en est-il de la qualité des effluents ?

Grâce à leur barrière de séparation physique, les systèmes MBR produisent de l'eau traitée présentant de très faibles concentrations de matières en suspension et une turbidité réduite. Ceci peut s'avérer avantageux si le projet prévoit le rejet ou la réutilisation de l'eau.

Le traitement par boues activées peut également être efficace dans les systèmes conventionnels, la clarification intervenant en fin de chaîne. D'autres étapes de traitement peuvent être ajoutées au traitement biologique traditionnel si un affinage plus poussé ou un niveau de traitement supérieur est nécessaire pour un projet donné.

Le choix du procédé ne doit pas reposer uniquement sur la qualité de l'effluent. Toutes les conditions mentionnées ci-dessus doivent être prises en compte conjointement.

Quand les acheteurs devraient-ils envisager un MBR conteneurisé ?

Un bioréacteur à membrane (MBR) conteneurisé peut constituer une option viable lorsqu'un projet dispose d'un espace limité ou nécessite un système modulaire, ou lorsque le système de traitement doit tenir dans un conteneur compact.

Il peut également s'avérer utile pour les installations décentralisées, les sites isolés et les projets industriels nécessitant un déploiement rapide des équipements ou une extension modulaire ultérieure. Les systèmes de traitement des eaux usées conteneurisés de QILEE sont disponibles pour diverses configurations de traitement, pour des applications municipales, industrielles, décentralisées et autres.

Lorsque des terrains suffisants sont disponibles pour les unités de traitement conventionnelles, et que les objectifs de traitement peuvent être atteints par un traitement biologique et un traitement secondaire, les boues activées conventionnelles peuvent être acceptables.

Le choix du format de l'équipement doit donc commencer par le traitement des eaux usées et non par l'équipement lui-même.

Quels éléments les acheteurs doivent-ils comparer avant de faire leur choix ?

Toutefois, avant de choisir entre un bioréacteur à membrane (MBR) et un système à boues activées conventionnel, un acheteur potentiel doit comparer :

• Facteurs influents : Quels polluants, concentrations et variations de débit le système va-t-il subir ?
• Objectif du traitement : Quelles doivent être les exigences en matière de rejet ou de réutilisation ?
• Espace disponible : Le site dispose-t-il d'un espace suffisant pour le traitement biologique, la clarification, la gestion des boues et les équipements connexes ?
• Fonctionnement : Quel niveau d'implication de l'opérateur et de maintenance est envisageable ?
• Système modulaire ou relocalisable : Un système modulaire ou relocalisable est-il nécessaire pour ce projet ?
• Besoins futurs : Faudra-t-il agrandir les installations de traitement à l’avenir ?
• Boues biologiques et autres résidus : comment seront-ils gérés ?

Ces facteurs ne doivent pas être considérés individuellement par un fabricant ou un fournisseur qualifié de systèmes de traitement de l'eau, mais plutôt dans leur ensemble.

Conclusion

La principale différence entre un bioréacteur à membrane (MBR) conteneurisé et un système à boues activées classique réside dans la séparation des matières biologiques solides de l'eau traitée. Dans un système à boues activées classique, on utilise une sédimentation secondaire, tandis que dans un MBR, on utilise une filtration membranaire. La conteneurisation modifie ensuite la manière dont l'équipement de traitement est conditionné et déployé.

Dans les projets où l'espace, le déploiement modulaire et/ou la séparation solide-liquide par membrane sont essentiels, il peut être judicieux d'envisager des systèmes de traitement d'eau conteneurisés avec MBR.

Pour les projets dotés d'installations de traitement traditionnelles, le procédé conventionnel à boues activées peut encore convenir.

Le point de départ n'est pas tant l'étiquette technologique que les caractéristiques des eaux usées, l'objectif du traitement, les conditions du site et les exigences d'exploitation.