Aperçu du processus MBR
Les boues activées conventionnelles (CAS) sont largement utilisées dans divers traitements des eaux usées. La sédimentation par gravité étant utilisée comme moyen de séparation solide-liquide, elle pose de nombreux problèmes, tels qu'une faible efficacité de séparation solide-liquide, une faible charge volumique de l'équipement de traitement, un grand espace au sol, une qualité d'effluent instable, une faible efficacité de transfert d'oxygène, une consommation d'énergie élevée et une production importante de boues résiduelles.
Le MBR est un nouveau dispositif de traitement des eaux usées qui combine la technologie de séparation membranaire par ultrafiltration et microfiltration avec les bioréacteurs dans le traitement des eaux usées. Ce réacteur combine les avantages de la technologie de traitement par membrane et de la technologie de traitement biologique. Les composants membranaires d'ultrafiltration et de microfiltration peuvent remplacer complètement les bassins de sédimentation secondaires en tant qu'unités de séparation de l'eau et de la boue. Les membranes d'ultrafiltration et de microfiltration interceptent les flocs microbiens et les matières organiques de plus grande taille dans la liqueur mixte des boues activées, leur permettant de rester dans le réacteur, de sorte que ce dernier peut obtenir une concentration biologique élevée et prolonger le temps de rétention des solides organiques, ce qui améliore considérablement le taux d'oxydation des matières organiques par les micro-organismes. En même temps, après avoir été traité par des membranes d'ultrafiltration et de microfiltration, l'effluent est de haute qualité et peut être directement utilisé pour la réutilisation d'eau non potable. Le système ne rejette pratiquement pas de boues résiduelles et présente une grande résistance aux chocs. En 1989, Yamamoto a notamment appliqué des membranes à fibres creuses au traitement des boues activées, ce qui a permis de réduire considérablement le coût d'exploitation du processus et a ouvert de vastes perspectives d'application pratique.
Types de MBR
Du point de vue de la structure globale, le BRM est composé de deux parties : les composants membranaires et les bioréacteurs. En fonction de la combinaison de ces deux unités de fonctionnement, les bioréacteurs à membrane peuvent être divisés en deux types : le type divisé et le type intégré (type immergé). Le BRM de type divisé signifie que les composants membranaires et les bioréacteurs sont installés séparément, tandis que le BRM de type immergé signifie que les composants membranaires sont placés à l'intérieur du bioréacteur.
Les principales caractéristiques du processus MBR sont les suivantes :
1. Bonne qualité de l'eau
Grâce à l'utilisation de la technologie de séparation par membrane, il n'est pas nécessaire d'installer d'autres équipements de séparation solide-liquide tels que la filtration. La séparation solide-liquide efficace sépare les matières en suspension, les matières colloïdales et la flore microbienne perdue dans l'unité biologique de l'eau purifiée, qui peut être directement réutilisée sans traitement tertiaire et dont la qualité de l'eau est plus sûre.
- Faible encombrement
Les micro-organismes présents dans l'unité de traitement biologique du bioréacteur à membrane sont maintenus à une concentration élevée, ce qui augmente considérablement la charge volumique. L'efficacité élevée de la séparation membranaire réduit considérablement le temps de rétention hydraulique de l'unité de traitement et réduit l'espace au sol. En même temps, comme le bioréacteur à membrane utilise des composants membranaires, il ne nécessite pas de réservoir de sédimentation ni d'atelier de filtration spécial, et le système n'occupe que 60% de la méthode traditionnelle.
3. Économiser l'énergie
En raison de l'efficacité élevée de l'utilisation de l'oxygène par le BRM et de son mode de fonctionnement intermittent unique, le temps de fonctionnement et la consommation d'énergie de l'équipement d'aération sont considérablement réduits, ce qui permet d'économiser la consommation d'électricité.
Les principaux inconvénients du procédé MBR sont les suivants :
1. Le taux d'élimination du NH3-N n'est pas idéal
Étant donné que l'essence du processus MBR est toujours le processus AO, sa capacité de traitement biologique est également proche de celle du processus AO. À en juger par la qualité actuelle de l'eau influente, le rapport C/N de ce projet est relativement faible, de sorte que le processus AO ne peut pas éliminer le NH3-N jusqu'à la qualité d'eau cible. La nanofiltration qui suit a un meilleur effet d'interception sur la DBO, les MES et le TP, mais le taux d'élimination du NH3-N n'est pas idéal.
2. Faible flux d'eau
En raison de la forte capacité d'interception de la membrane, le flux d'eau par unité de surface de la membrane est faible. Par conséquent, le procédé MBR est principalement utilisé dans des projets avec des volumes d'eau plus faibles. Pour les projets d'assainissement à grande échelle, les groupes membranaires sont équipés d'un grand nombre d'unités, de sorte que l'investissement est plus élevé.
3. Coûts d'entretien élevés
La membrane étant un matériau consommable, la durée de vie d'un jeu de membranes est d'environ 2 à 3 ans et le coût de remplacement d'un jeu est relativement élevé, ce qui se traduit par des coûts de maintenance plus élevés pour le BRM que pour d'autres procédés. En outre, les eaux usées domestiques contenant davantage d'impuretés, la membrane est facilement rayée par diverses substances tranchantes (telles que le sable, les morceaux de bambou, etc.), et la fréquence de remplacement est plus élevée que dans les pays étrangers, ce qui entraîne une augmentation supplémentaire des coûts d'exploitation.
