Comment fonctionne la technologie MBBR dans le traitement des eaux usées industrielles ?

La gestion des eaux usées représente un défi pour toutes les industries , mais particulièrement pour celles qui produisent des eaux à forte charge organique ou contenant des contaminants nécessitant un traitement spécialisé.

Les réacteurs à biofilm à lit mobile, connus sous le nom de systèmes MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) , sont une solution pleine d'avantages grâce à leur capacité à traiter une grande quantité d'eau.

Nous expliquons ce qu'est la technologie MBBR et comment elle fonctionne. 

Souhaitez-vous en savoir plus sur la technologie MBBR et sur le fonctionnement de cette solution de traitement des eaux usées innovante et efficace ?

Chez SITRA, nous répondons à vos questions. 

Qu’est-ce qu’un système MBBR ? : définition et composants 

MBBR est un procédé biologique avancé pour le traitement des eaux usées.

Cette technologie, développée à la fin des années 80, repose sur l'utilisation de micro-organismes pour le traitement des eaux usées industrielles. Le système MBBR peut fonctionner en conditions aérobies ou en milieu biomasse , grâce à de petits supports mobiles en polyéthylène et polypropylène sur lesquels se développe un biofilm qui dégrade les polluants présents dans l'eau.

Contrairement aux boues activées, où les micro-organismes sont en suspension dans l'eau, les supports en plastique haute densité des systèmes MBBR ont des tailles et des formes géométriques très variées afin de maximiser la surface et de générer une concentration plus élevée de biomasse active à l'intérieur.

Ces supports sont maintenus en suspension et en mouvement constant pour assurer le contact entre le biofilm et les contaminants de l'eau, et pour garantir un renouvellement constant de l'oxygène.

Le réacteur comporte également une grille ou un tamis qui retient les supports à l'intérieur du réservoir , de sorte que seules l'eau traitée et la biomasse excédentaire qui s'est détachée des supports quittent le réacteur.

De cette manière, l'effluent du réacteur est acheminé vers un clarificateur secondaire ( tel qu'un décanteur ou un flotteur DAF, par exemple) pour séparer l'eau traitée des boues en excès.

En résumé, les composants d'un système MBBR sont les suivants :

1. Réacteur biologique ou réservoir
2. Supports mobiles (transporteurs ou transporteurs)
3. Système d'aération
4. Système de rétention de grille ou de support
5. Sisystèmes de contrôle et de surveillance
6. Éléments de prétraitement (tamis, dessableurs ou bassins de sédimentation primaire) et après traitement (unités complémentaires telles que clarificateurs, filtres ou désinfectants).  

Si vous souhaitez en savoir plus sur le fonctionnement des stations d'épuration des eaux usées industrielles et sur la manière dont elles s'intègrent à des systèmes comme le MBBR, vous pouvez lire notre article sur ➡️ Comment fonctionne une station d'épuration des eaux usées industrielles ?

Objectifs et fonctionnement du programme MBBR 

Les systèmes MBBR sont conçus pour éliminer de manière plus efficace et durable les contaminants organiques et inorganiques présents dans les eaux usées industrielles.

Pour mieux comprendre ce qu'est un MBBR et comment il fonctionne, il est nécessaire d'expliquer l'ensemble du processus de traitement de l'eau.

Cela peut être divisé en 5 phases : 

1. Traitement des eaux usées

Avant d'entrer dans le réacteur MBBR, les eaux usées subissent un prétraitement qui comprend généralement un tamisage pour éliminer les matières solides grossières, un tamisage pour les matières solides fines et, si nécessaire, un processus de dégraissage (à l'aide de séparateurs statiques ou de flotteurs CAF) si l'eau contient des huiles et des graisses.

De plus, si l'eau contient des matières en suspension, un traitement physico-chimique peut être appliqué. La conception du prétraitement dépend des caractéristiques de l'eau et, bien qu'il ne soit pas toujours nécessaire, il est mis en œuvre pour garantir la protection et l'efficacité du système.

2. Introduction des supports

Le réservoir MBBR est rempli de supports en plastique qui peuvent occuper entre 20 % et 70 % de son volume total en fonction du type de contaminants présents dans l'eau, de la charge organique de l'eau ou de l'objectif du traitement.

3. Développement du biofilm et dégradation des contaminants 

Lorsque les eaux usées entrent en contact avec les supports de la cuve, des micro-organismes (présents dans l'eau ou inoculés) adhèrent à sa surface, se développant pour former un biofilm de plus en plus mature et actif.

L'objectif est que ce film microbien consomme la matière organique et d'autres polluants de l'eau, tels que l'azote et le phosphore. 

4. Déplacement des supports

Le transfert d'oxygène est crucial dans les réacteurs aérobies, car cet élément maintient l'activité microbienne dans la cuve.

Par conséquent, les supports du MBBR doivent être maintenus en mouvement, soit par un système d'aération, soit par agitation mécanique . Dans les systèmes MBBR anoxiques, seule l'agitation mécanique est utilisée, l'aération n'étant pas nécessaire.

Ce mouvement permet également d'éliminer tout excès potentiel de biomasse dans les supports, contribuant ainsi à maintenir l'équilibre et la propreté de l'ensemble du système.

5. Séparation des effluents

Enfin, l'eau exempte de contaminants et les boues détachées du biofilm s'écoulent dans une nouvelle phase de séparation solide-liquide.

Ce procédé élimine définitivement les particules en suspension, ce qui permet d'obtenir un effluent de meilleure qualité. Il peut être réalisé par sédimentation (dans un bassin de décantation, par exemple) ou à l'aide d'un système de flottation à air dissous (DAF).

Il est important de noter que l'effluent du réacteur n'est pas simplement de l'eau propre, mais de l'eau propre mélangée à un excès de biomasse. Il est donc nécessaire de séparer la biomasse de l'effluent par la suite.

Avantages d'un réacteur MBBR par rapport à d'autres traitements des eaux usées 

Les bioréacteurs à lit mobile présentent de nombreux avantages, notamment : 

• Grande capacité. Ces systèmes peuvent traiter de grandes quantités d'eaux usées, à forte charge organique, dans un espace réduit grâce à la forte concentration de biomasse active dans leurs supports mobiles en plastique. 
• La stabilité. Le biofilm est stable et résistant aux fluctuations de la qualité et du volume des eaux usées. 
• Peu d'entretien Un réacteur MBBR nécessite peu d'entretien. De plus, ses supports ont une durée de vie relativement longue.
• Endurance. Le biofilm MBBR contribue à isoler les micro-organismes, permettant ainsi à ce processus d'être efficace même dans des installations extérieures et à basses températures. 
• Adaptabilité. Les bassins MBBR sont configurés pour éliminer différentes quantités de charge organique, nitrifier ou dénitrifier. Cela leur permet de s'adapter à différents secteurs et applications. 

Comparaison des traitements des eaux usées industrielles : lequel est le plus efficace ? 

L'efficacité du traitement des eaux usées industrielles est essentielle pour se conformer à la réglementation et réduire les coûts. Plusieurs méthodes existent, et le choix dépend de facteurs tels que le type d'industrie et le volume d'eau à traiter.

MBBR vs. boues activées conventionnelles (CAS)

Les systèmes MBBR sont plus compacts que les systèmes CAS, mais ils nécessitent tout de même une aération et des clarificateurs secondaires. En effet, contrairement aux MBBR, les systèmes MBR (bioréacteurs à membrane) n'ont pas besoin de clarificateurs secondaires.

De plus, le MBBR est plus résistant aux variations de charge et aux résidus toxiques , ce qui le rend particulièrement utile dans l'industrie agroalimentaire, un secteur où il existe de nombreuses différences en matière de consommation, de volume et de charge en eaux usées.

Le MBBR est également plus facile à entretenir et à nettoyer que le procédé à boues activées, car il ne nécessite pas un contrôle strict des sédiments et produit moins de boues.

MBBR vs. bioréacteurs à membrane (MBR)

Bien que les bioréacteurs à membrane (MBR) offrent une qualité d'effluent légèrement supérieure grâce à l'utilisation de barrières physiques pour éliminer la quasi-totalité des matières en suspension et des agents pathogènes, un MBBR ne nécessite aucun nettoyage ni entretien des membranes.

MBBR vs. lits fixes ou biofiltres à ruissellement (BTF)

L'utilisation de lits fixes peut entraver la croissance du biofilm microbien , ce qui rend le système moins efficace.

De plus, l'utilisation de BTF nécessite d'investir du temps et de l'argent dans le nettoyage des supports.

Quand un système MBBR est-il recommandé ? Utilisations et conseils d’experts 

Les systèmes MBBR ont de nombreuses applications pour le traitement des eaux usées dans diverses industries.

Dans le cas de l' industrie alimentaire, où elles sont plus courantes, leur principale utilisation est le traitement des effluents à forte charge organique provenant des usines de transformation des aliments, des boissons, des produits laitiers, etc.

Cependant, ces types de réacteurs peuvent également être utilisés avec succès :

• Dans l'industrie du papier. Pour éliminer les matières organiques et les colorants des effluents issus de la production de papier et de pâte à papier.
• Dans l'industrie textile. Pour blanchir l'eau et éliminer les traces de matières organiques issues de la teinture et de la finition.
• Dans l'industrie chimique et pétrochimique. Pour traiter les eaux usées contenant des composés organiques complexes résistants à la dégradation.

Pour mieux comprendre comment un traitement approprié des eaux usées a un impact positif sur l'environnement, ne manquez pas notre article sur ➡️ Impact environnemental des eaux usées industrielles : causes, conséquences et solutions.

Les réacteurs MBBR servent-ils de système de support aux installations à boues activées ? 

Oui. En effet, les réacteurs MBBR constituent une solution pour augmenter la capacité des stations d'épuration à boues activées et améliorer les performances des grandes stations de traitement des eaux sans avoir à construire de nouveaux bassins.

Comment SITRA peut-il vous aider ? 

Les systèmes MBBR sont compacts, garantissent une stabilité opérationnelle, facilitent la maintenance et représentent un faible investissement par rapport à d'autres systèmes, tels que les boues activées. 

Qu'est-ce qu'un système MBBR ? C'est une solution de traitement des eaux usées innovante et performante, idéale pour des secteurs comme l'agroalimentaire. Chez SITRA, nous vous accompagnons dans la mise en œuvre de cette technologie de pointe, en optimisant le traitement de l'eau de manière rentable et durable.

En réalité, il s'agit d'une alternative à fort potentiel, que nos clients apprécient de plus en plus.

Chez SITRA, nous sommes experts en technologie aérobie et en installation de systèmes MBBR, et nous concevons et construisons des installations pour le traitement des eaux usées industrielles selon les normes de qualité les plus élevées.

Nous travaillons avec les technologies les plus innovantes et à fort potentiel du marché, et nous garantissons des solutions personnalisées en fonction de vos besoins.

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